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山東賽立科-白炭黑在折疊樹脂復合材料中的應用白炭黑按生產(chǎn)方法大體分為沉淀法白炭黑和氣相法白炭黑。氣相法白炭黑常態(tài)下為白色無定形絮狀半透明固體膠狀納米粒子(粒徑小于100nm)，無毒，有巨大的比表面積。氣相法白炭黑全部是納米二氧化硅，產(chǎn)品純度可達99%，粒徑可達10~20nm，但制備工藝復雜，價格昂貴;沉淀法白炭黑又分為傳統(tǒng)沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃為基本原料生產(chǎn)的二氧化硅，后者是指采用超重力技術、溶膠-凝膠法、化學晶體法、二次結晶法或反相膠束微乳液法等特殊方法生產(chǎn)的二氧化硅。沉淀白炭黑主要用作天然橡膠和合成橡膠的補強劑、牙膏摩擦劑等。氣相白炭黑主要用作硅橡膠的補強劑、涂料和不飽和樹脂增稠劑，超細二氧化硅凝膠和氣凝膠主要用作涂料消光劑、增稠劑、塑料薄膜開口劑等。 白炭黑作為一種環(huán)保、性能優(yōu)異的助劑，主要用于橡膠制品(包括高溫硫化硅橡膠)、紡織、造紙、農(nóng)藥、食品添加劑領域。從白炭黑2004-2008年這四年產(chǎn)量的增速來看，四年復合增長率13.3%。2009年我國共有白炭黑生產(chǎn)企業(yè)超過60家，產(chǎn)能約100萬噸，產(chǎn)量75萬噸，中國產(chǎn)銷量居全球首位。 得益于輪胎制造業(yè)、硅橡膠產(chǎn)業(yè)、涂料工業(yè)、新能源等領域的需求增長，預計未來我國沉淀法白炭黑(二氧化硅)的年均需求增長速度約為10%。2015年，亞洲將成為高分散白炭黑最大市場，其需求增速將遠高于全球平均9%的增速，達到15%或更高。中國占亞洲市場的40%，將成為全球最大的單一市場。 樹脂基復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等特點，但當前來材料界和國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)對樹脂基材料使用性能的要求越來越高，如何合成高性能的樹脂基復合材料，已成為當前材料界和企業(yè)界的重要課題。氣相白炭黑的問世，為樹脂基復合材料的合成提供了新的機遇，為傳統(tǒng)樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，只要能將氣相白炭黑顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，完全能達到全面改善樹脂基材料性能的目的。 1、提高強度和延伸率。環(huán)氧樹脂是基本的樹脂材料，把氣相白炭黑添加到環(huán)氧樹脂中，在結構上完全不同于粗晶二氧化硅(白炭黑等)添加的環(huán)氧樹脂基復合材料，粗晶SiO2一般作為補強劑加入，它主要分布在高分子材料的鏈間中，而氣相白炭黑由于表面嚴重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點，使它表現(xiàn)出極強的活性，很容易和環(huán)氧環(huán)狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力，同時尚有一部分氣相白炭黑顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與粗晶SiO2顆粒相比較，表現(xiàn)很高的流漣性，從而使氣相白炭黑添加的環(huán)氧樹脂材料強度、韌性、延展性均大幅度提高。 2、提高耐磨性和改善材料表面的光潔度。氣相白炭黑顆粒比SiO2要小100-1000倍，將其添加到環(huán)氧樹脂中，有利于拉成絲。由于氣相白炭黑的高流動性和小尺寸效應，使材料表面更加致密細潔，摩擦系數(shù)變小，加之納米顆粒的高強度，使材料的耐磨性大大增強。 3、抗老化性能。環(huán)氧樹脂基復合材料使用過程中一個致命的弱點是抗老化性能差，其原因主要是太陽輻射的280-400nm波段的紫外線中、長波作用，它對樹脂基復合材料的破壞作用是十分嚴重的，高分子鏈的降解致使樹脂基復合材料迅速老化。而氣相白炭黑可以強烈地反射紫外線，加入到環(huán)氧樹脂中可大大減少紫外線對環(huán)氧樹脂的降解作用，從而達到延緩材料老化的目的。 |
