沉淀白炭黑成形、造粒与表面改性地研究

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1、导念鼹让幡触螂讯己盟晒■q武袋彩霞酗娥拇改龆副嫩觚喇礅．_班∽尹委4≯㈤汐保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金胆王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)，⋯姥撇脚疬啤签字日期：呐I＼年刁明巧日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签字El期：下lf年D乍月峪El电话：邮编：沉淀白炭黑的成形、造粒与表面改性研究摘要白炭黑即水合二氧化硅，由于

2、在橡胶中有类似于炭黑的补强性能和白色外观，而被称为白炭黑。白炭黑具有无定形晶体结构、表面带有羟基和吸附水、颗粒小、比表面积大、易分散等独特性能，是一种重要的填料，被广泛应用于橡胶、塑料诸多领域。近年来，随着汽车等行业的高速发展，对轮胎高性能化的要求也逐年提高，这就要求轮胎具有良好的抗湿滑性能，低的滚动阻力等。因此对橡胶增强填料的要求也越来越高，白炭黑在这些方面较炭黑有明显优势。本论文以水玻璃为原料，采用硫酸液相沉淀法制备白炭黑浆料。系统研究了制备过程中水玻璃浓度、H2S04浓度、反应温度、pH值、搅拌速度等因

3、素对形成白炭黑粒子的影响，并优化了制备工艺。透射电镜分析表明：白炭黑一次粒子呈球形，粒子大小在20nm左右，粒子之间相互接触呈联枝状。同时通过激光粒度仪分析二次粒子的粒径大小和分布情况。本实验条件下确定的最佳制各工艺条件为：20086的水玻璃原料，500r·min。1的搅拌速度，10％的硫酸，50～60℃温度下进行沉淀反应，直到溶液pH值为7～8时停止，最后在90℃下进行陈化，此时得到的白炭黑二次粒子大小在209m左右。采用三种不同的干燥方式对浆料进行了干燥造粒，比较了干燥方式对白炭黑颗粒性能的影响。经X．射

4、线衍射分析表明：产品为非晶态物质，干燥方式不影响物质结构。激光粒度仪，扫描电镜，DBP吸油值和BET比表面积值等分析表明：干燥方式对白炭黑含水率、表观密度、粒径大小和分布、吸油值以及比表面积影响较大。其中喷雾干燥获得的白炭黑，颗粒呈近球状，分散较均匀，粒径大小在30～409in，表观密度在0．239／ml左右，DBP吸油值达到2．99／ml。由于白炭黑表面有较强的羟基，极易团聚，从而降低了补强性能。为了减少白炭黑的团聚，提高它与被补强材料的亲和性，本文探讨了白炭黑的表面改性。通过在溶液中加入表面改性剂PEG6

5、000或正丁醇，减少亲水性羟基的数量，使白炭黑颗粒由亲水性转变为疏水性，提升颗粒的分散性，降低颗粒的团聚。扫描电镜分析表明：经过改性后，颗粒团聚现象得到有效改善，分散均匀，颗粒表面疏松多孔。傅里叶红外光谱分析表明：改性后白炭黑表面产生了亲油性硅甲基基团，降低了硅羟基含量，从而提高了DBP吸油值，增强了疏水性。关键词：白炭黑；沉淀法；成形造粒；表面改性；疏水性SUitfacemodificationof2reinforcementroleinrubberasdioxideisalsocalledaswhitec

6、arbonblack．Whitecarbonblackisamorphousinstructureandhasspecialfeatureswithsmallparticlesizeandlargespecificsurfacearea，gooddispersity,andcharacteristicsurfacecarryinghydroxylandadsorbedwater．Ithasbeenoneofthemostimportantfillers．PrecipitatedSi02wasappliedto

7、anabroadfield，suchasrubber,plasticandmanyotherareas．Inrecentyears，withtherapiddevelopmentofautomobileandotherindustries，demandsforhigh—performancetireswithgoodwet．skidresistanceandlOWrollingresistancehavebeenincreasingyearafteryear．Therefore，therequirementf

8、orbetterrubberreinforcingfillerisincreasinggreatly．Whitecarbonblackhasobviousadvantagesovercarbonblackinthisrespect．Inthisthesis，precipitatedSi02slurrywaspreparedwiththevitriolprecipitationmethodusingw