Dans le domaine de matériaux en poudre, noir de carbone blanc (silice précipitée) et noir carbone sont deux charges fonctionnelles inorganiques importantes. Bien que leurs noms soient similaires, leurs structures, leurs propriétés, leurs méthodes de préparation et leurs applications diffèrent considérablement. Dans de nombreux secteurs, elles présentent non seulement des avantages uniques, mais se complètent également.
Concepts et propriétés de base
Blanc Noir de carbone (SiO₂·nH₂O)
- Nature:Dioxyde de silicium amorphe synthétisé principalement par des méthodes de précipitation ou de pyrolyse.
- Apparence:Poudre blanche à surface spécifique élevée et structure poreuse.
- Propriétés clés:Grande surface, forte capacité d'adsorption, chimique stabilité, caractère hydrophile (ou hydrophobe après modification de surface).
Noir carbone (C)
- Nature: Carbone amorphe obtenu par combustion incomplète ou décomposition thermique d'hydrocarbures.
- Apparence:Poudre fine noire, généralement à l'état agrégé.
- Propriétés clés:Extrêmement petit la taille des particules, structure élevée, forte noirceur, bonne conductivité électrique, excellentes performances de renforcement.
Méthodes de préparation
Blanc Noir de carbone: Produit principalement par le méthode de précipitation (réaction du silicate de sodium avec l'acide sulfurique ou chlorhydrique) et le méthode de fumigation (hydrolyse du tétrachlorure de silicium dans une flamme hydrogène-oxygène). La méthode de précipitation est moins coûteuse et plus performante, tandis que la méthode de pyrolyse produit des produits plus purs et plus performants.
Noir carbone: Produit par méthode du four (combustion partielle de gaz naturel ou de fioul lourd), méthode du canal, et décomposition thermiqueParmi eux, le procédé au four domine dans la production et les applications.
Application Champs
Applications du noir de carbone blanc
- Industrie du caoutchouc:En tant que charge renforçante, notamment dans les pneus verts, il réduit la résistance au roulement, améliore l'adhérence sur sol mouillé et diminue la consommation de carburant.
- Revêtements et encres:Utilisé comme agent matifiant et contrôleur de rhéologie, améliorant la résistance à l'usure et les performances anti-sédimentation.
- Plastiques et adhésifs: Améliore la résistance mécanique, les propriétés barrières et les performances anti-âge.
- Pesticides, aliments pour animaux, dentifrice:Sert de support, de diluant ou d’abrasif.
Applications de Noir carbone
- Industrie du caoutchouc: La charge de renforcement la plus importante pour les pneus, les joints, les tuyaux, etc., améliorant la résistance à l'usure et la résistance mécanique.
- Pigments:Largement utilisé dans les encres, les revêtements et les plastiques comme pigment noir avec un excellent pouvoir colorant et une excellente résistance à la lumière.
- Matériaux conducteurs:Le noir de carbone conducteur est utilisé dans les câbles, les batteries au lithium et les matériaux d'électrodes.
- Autres:Appliqué comme support de catalyseur, stabilisateur UV, etc.
Comparaison entre le noir de carbone blanc et le noir de carbone
| Article | Blanc Noir de carbone | Noir carbone |
| Apparence | Poudre blanche | Poudre noire |
| Composant principal | SiO₂·nH₂O | C |
| Taille des particules | À l'échelle nanométrique, agrégé | À l'échelle nanométrique, agrégé |
| Caractéristiques | Surface spécifique élevée, hydrophile, renforçant mais non conducteur | Forte noirceur, conducteur, excellente capacité de renforcement |
| Application du caoutchouc | Améliore la résistance au roulement et l'adhérence sur sol mouillé (pneus verts) | Améliore la résistance à l'usure, la résistance à la déchirure et la solidité |
| Utilisations typiques | Pneus verts, dentifrice, support de pesticide | Pneus traditionnels, plastiques conducteurs, pigments |
Tendances en matière de relations et de développement
Avec l’essor des concepts verts et à faible émission de carbone, le noir de carbone blanc a de plus en plus formé une relation complémentaire avec le noir de carbone dans l'industrie du pneu:
- Les pneus traditionnels s'appuient fortement sur le noir de carbone pour le renforcement, mais souffrent d'une résistance au roulement et d'une consommation d'énergie plus élevées.
- Les « pneus verts » de nouvelle génération utilisent de grandes quantités de silice en combinaison avec des agents de couplage au silane, améliorant considérablement la faible résistance au roulement et les performances d'adhérence sur sol mouillé.
- Dans les matériaux conducteurs et les plastiques aux couleurs intenses, le noir de carbone reste irremplaçable. En revanche, dans les matériaux transparents, les pneus écologiques et les supports fonctionnels, la silice présente des avantages évidents.
À l’avenir, dans des secteurs tels que le caoutchouc, les plastiques, les revêtements, l’énergie et la protection de l’environnement, le noir de carbone blanc et le noir de carbone continueront de se développer de manière différenciée, fonctionnalisée et synergique.
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