【正文】 化氫的存在，也會(huì)降低在硅橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)作用和混煉時(shí)間，所以，要求產(chǎn)品要控制在一定的 pH 區(qū)間 白炭黑比表面積受顆粒度支配 ,顆粒度越細(xì) ,比表面積越大。離子之間首先要相互接觸，才有可能產(chǎn)生作用，接觸起作用的幾率與比表面積成比例，所以比表面積是衡量填料活性的重要手段之一。粒子比表面積有外比表面積和內(nèi)比表面之分。在實(shí)際應(yīng)用中起作用的多是外比表面積。現(xiàn)在測定比表面積的方法，無論是氣體吸附還是溶液吸附，都是測定總 比表面積即外比表面積和內(nèi)比表面積之和。但是，氣相二氧化硅大體上是非孔性的球體，其孔容很小， 90%都是外表面，基本可代替其活性大小。氣相二氧化硅型號(hào)的分級(jí)多按比表面的大小而定。 氣相二氧化硅由原生粒子到次生粒子在相互粘附成凝聚狀態(tài)，其粒子直徑并不均一，事實(shí)上，它是一種分散體系。對于表示一個(gè)多分散體的性質(zhì)，其顆粒行為的確定，僅有平均粒子直徑是不能確定的，還必須有粒度分布指標(biāo)。粒度分布范圍大小對產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。為使制品質(zhì)量穩(wěn)定，要求填料粒度分布范圍狹窄。粒度約小，比表面積越大，其分布范圍就越小。因此，不同用途 的產(chǎn)品，需控制不同粒度。 氣相二氧化硅表面光滑，其硅醇基團(tuán)能相互起作用。它的觸變效應(yīng)比沉淀二氧化硅有效得多。同時(shí)比表面積對增稠和觸變效應(yīng)的影響也大，一般來說，比表面積越大，稠度越大和觸變性越高。不過比表面積越大也越難分散。因此，在工業(yè)上要求高增稠和高觸變性，不一定選取最大比表面積的二氧化硅，往往選擇中等比表面積。氣相二氧化硅在增大粘度和觸變效能方面，主要受兩個(gè)因數(shù)影響：就是分散方法和溶劑 粘合劑系統(tǒng)的極性。氣相二氧化硅的增稠和觸變效應(yīng)是它的顯著特征之一。應(yīng)用這種效應(yīng)可防止漆膜在垂直表面流掛，還用于聚酯板或玻 璃纖維層壓板、聚酯亮光漆涂層、聚氯乙烯溶膠及密封料中。 （二）生產(chǎn)原理和方法 生產(chǎn)原理 高溫裂解法生產(chǎn)氣相二氧化硅是將四氯化硅高溫氣化，在氫氧焰中經(jīng)高溫水解而得氣相二氧化硅，其反映式如下： 1000℃ SiCl4 +2H2 +O2 ─→ SiO2 + 4HCl 生產(chǎn)方法 氣相二氧化硅的生產(chǎn)流程圖如下： 空氣→ 納氏泵 → 汽水分離器 → 除霧器 → 冷凍脫水塔 → 硅膠干燥器 ↓ H2→ 納氏泵 → 汽水分離器 → 除霧器 → 冷凍脫水器 氫氣除塵過濾器 ↓ │ 硅膠干燥器 │ ↓ │ 氫氣除塵過濾器 → 氫氣阻火器 │ ↓ ↓↓ SiCl4→ 精流塔 → 冷凝器 → 氣化器 ────→ 合成水解爐 ↓ 空氣 分離器 ↓ ↓ 成品← 脫酸爐 ← 脫酸爐 ← 料斗 ← 凝集器 流程簡介：空氣經(jīng)納氏泵加壓后， ]經(jīng)氣水分離器除霧冷凍脫水，硅膠干燥過濾除塵后分兩路，一路到合成水解爐，一路到氣化器作四氯化碳載體。 氫氣經(jīng)納氏泵加壓后，經(jīng)氣水分離器冷凍脫水，硅膠干燥、過濾除塵后送水解爐。 氫氣和空氣在合成水解爐上部噴嘴處燃燒，同時(shí)通入四氯化硅 ,燃燒形成 1000℃左右的高溫，同時(shí)生成水蒸氣，水蒸氣將四氯化硅水解成二氧化硅和 HCl 氣體。高溫水解所得的二氧化硅顆粒極細(xì)，與反應(yīng)后的氣體形成氣溶膠，不易捕集，故先把它送至聚集器中聚集成較大顆粒，然后再經(jīng)旋風(fēng)分離器收集，送脫酸爐，用含氨的空氣吹 洗，使殘留的 HCl 量降至 %以下，得成品二氧化硅。 三、 沉淀二氧化硅 （一） 性質(zhì) 沉淀二氧化硅是水合無定型硅酸的白色粉末，主要成分為二氧化硅，其組成可用 SiO2 nHO2 表示。沉淀二氧化硅不溶于水和酸，在空氣中吸收水分后成為聚集的細(xì)粒。加熱室，能溶于氫氧化鈉和氫氟酸，對其他化學(xué)藥品穩(wěn)定，耐高溫、不燃燒，具有良好的電絕緣性，多孔性，在橡膠中有良好的分散性。但由于制造方法或條件不同，產(chǎn)品的化學(xué)成分及其物理結(jié)構(gòu)、物化性能均有很大的差異。 結(jié)晶二氧化硅是三維晶體結(jié)構(gòu)，沉淀二氧化硅是無規(guī)則二元線性結(jié)構(gòu)。沉淀二 氧化硅內(nèi)部存在著硅酸鈉形式的硅酸分子骨架 │ │ │ ─ Si─ O─ Si─，這種長分子的縮和，分子間排列較為疏松，且有 │ │ │ 較多的二維結(jié)構(gòu)，因此會(huì)出現(xiàn)毛細(xì)現(xiàn)象。沉淀二氧化硅的宏觀結(jié)構(gòu)象炭黑，其粒子成球形，單個(gè)粒子之間以相面接觸成鏈枝結(jié)構(gòu)，這叫二次結(jié)構(gòu)，不同品種的沉淀二氧化硅的二次結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)程度是不同的，它是在成產(chǎn)過程中由于相互碰撞而形成的，在使用混合過程中，在高剪切力的作用下，有一定程度的破壞，這種破壞是不可逆的。 國內(nèi)外多以性能優(yōu)良的得比表面積的大小來分 類、分級(jí)或作為標(biāo)志。粒子小的，比表面積大，性能比較好；粒子大的，比表面積小，性能比較差。性能優(yōu)良的沉淀二氧化硅的 BET 比表面積一般在200m2/g 左右。如一切分散體系一樣，沉淀二氧化硅的粒子大小并不是均一的。它具有不同程度的分散性質(zhì)。品種不同，分散程度也不一樣。粒子分散程度與其比表面積有關(guān)，即比表面積大的，分布窄；比表面積小的，分布寬。 沉淀二氧化硅表面存在著 OH基團(tuán)。這些羥基以三種類型存在：相鄰羥基存在于沉淀二氧化硅中，這些羥基鄰近，以氫鍵形式相結(jié)合。相鄰羥基對極性物質(zhì)的吸附是十分重要的，它是比隔離羥基 更有效的吸附點(diǎn)；隔離羥基主要存在于脫水表面，這種羥基本身沒有發(fā)生氫鍵 ,故氫原子的正電性較強(qiáng)，很容易和負(fù)電性的原子如氧、氮等發(fā)生氫鍵吸附，它不易升溫脫除，沉淀二氧化硅的隔離羥基比氣相二氧化硅多；沉淀二氧化硅表面硅醇基的密度大約是 5 個(gè) SiOH/(nm)2。沉淀二氧化硅的表面化學(xué)反應(yīng)能力直接與表面硅醇基的存在有關(guān)，硅醇基與有機(jī)醇的羥基相似，可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如它可以與一個(gè)羥基的化合物發(fā)生脫水的縮和反應(yīng)： SiOH+HOR→ SiOR+H2O 該反應(yīng)是用于硅烷或醇類物質(zhì)對白炭黑表 面進(jìn)行化學(xué)處理的基礎(chǔ)。 沉淀二氧化硅表面的隔離羥基和相鄰羥基，在存放過程中，接觸水蒸氣就會(huì)改變濃度。其中隔離羥基不變化，說明在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的隔離羥基是穩(wěn)定的，而相鄰羥基會(huì)逐漸增多，這種現(xiàn)象也可用楊格的機(jī)理來解釋，即在高溫下形成了某些含有 “內(nèi)應(yīng)力”的硅 氧 硅鍵，它可吸水打開而形成更多的相鄰羥基。沉淀二氧化硅在常溫 ~700℃溫度范圍內(nèi)加熱不會(huì)改變其無定型結(jié)構(gòu)，但大于 700℃