Nel campo di materiali in polvere, bianco carbone nero (silice precipitata) E nero di carbonio sono due importanti riempitivi funzionali inorganici. Sebbene i loro nomi siano simili, differiscono significativamente per struttura, proprietà, metodi di preparazione e applicazioni. In molti settori, non solo dimostrano vantaggi unici, ma si completano a vicenda.
Concetti e proprietà di base
Bianco Carbone Nero (SiO₂·nH₂O)
- Natura: Biossido di silicio amorfo sintetizzato principalmente mediante metodi di precipitazione o di vaporizzazione.
- Aspetto: Polvere bianca con elevata superficie specifica e struttura porosa.
- Proprietà chiave: Ampia superficie, forte capacità di adsorbimento, chimico stabilità, natura idrofila (o idrofobica dopo modifica della superficie).
Nero di carbonio (C)
- Natura: Carbonio amorfo ottenuto dalla combustione incompleta o dalla decomposizione termica degli idrocarburi.
- Aspetto: Polvere fine nera, solitamente allo stato aggregato.
- Proprietà chiave: Estremamente piccolo dimensione delle particelle, elevata struttura, forte nero, buona conduttività elettrica, eccellenti prestazioni di rinforzo.
Metodi di preparazione
Bianco Carbone Nero: Prodotto principalmente da metodo di precipitazione (reazione del silicato di sodio con acido solforico o cloridrico) e il metodo affumicato (idrolisi del tetracloruro di silicio in una fiamma idrogeno-ossigeno). Il metodo di precipitazione ha costi inferiori e una resa maggiore, mentre il metodo di vaporizzazione produce prodotti più puri e ad alte prestazioni.
Nero di carbonio: Prodotto da metodo del forno (combustione parziale di gas naturale o olio pesante), metodo del canale, E decomposizione termicaTra questi, il processo in forno domina nella produzione e nelle applicazioni.
Applicazione Campi
Applicazioni del Carbon Black Bianco
- Industria della gomma: Come riempitivo rinforzante, soprattutto negli pneumatici verdi, riduce la resistenza al rotolamento, migliora l'aderenza sul bagnato e riduce il consumo di carburante.
- Rivestimenti e inchiostri: Utilizzato come agente opacizzante e regolatore della reologia, migliora la resistenza all'usura e le prestazioni anti-sedimentazione.
- Plastica e adesivi: Migliora la resistenza meccanica, le proprietà barriera e le prestazioni anti-invecchiamento.
- Pesticidi, mangimi, dentifricio: Serve come vettore, diluente o abrasivo.
Applicazioni di Nero di carbonio
- Industria della gomma: Il più importante riempitivo rinforzante per pneumatici, guarnizioni, tubi flessibili, ecc., che ne migliora la resistenza all'usura e la resistenza meccanica.
- Pigmenti: Ampiamente utilizzato in inchiostri, rivestimenti e materie plastiche come pigmento nero con eccellente potere colorante e resistenza alla luce.
- Materiali conduttivi: Il nero di carbonio conduttivo viene utilizzato nei cavi, nelle batterie al litio e nei materiali degli elettrodi.
- Altri: Applicato come vettore di catalizzatori, stabilizzatore UV e altro ancora.
Confronto tra il nero di carbonio bianco e il nero di carbonio
| Articolo | Bianco Carbone Nero | Nero di carbonio |
| Aspetto | Polvere bianca | Polvere nera |
| Componente principale | SiO₂·nH₂O | C |
| Dimensione delle particelle | Nanoscala, aggregato | Nanoscala, aggregato |
| Caratteristiche | Elevata superficie, idrofilo, rinforzante ma non conduttivo | Forte nerezza, conduttivo, eccellente capacità di rinforzo |
| Applicazione della gomma | Migliora la resistenza al rotolamento e l'aderenza sul bagnato (pneumatici verdi) | Migliora la resistenza all'usura, allo strappo e alla forza |
| Usi tipici | Pneumatici verdi, dentifricio, vettore di pesticidi | Pneumatici tradizionali, plastiche conduttive, pigmenti |
Tendenze nelle relazioni e nello sviluppo
Con l'ascesa dei concetti verdi e a basse emissioni di carbonio, il nero di carbonio bianco ha sempre più formato una relazione complementare con il nero di carbonio nell'industria degli pneumatici:
- Gli pneumatici tradizionali fanno largo uso di nerofumo per il rinforzo, ma presentano una maggiore resistenza al rotolamento e un maggiore consumo energetico.
- Gli “pneumatici verdi” di nuova generazione utilizzano grandi quantità di silice in combinazione con agenti accoppianti silanici, migliorando significativamente la bassa resistenza al rotolamento e le prestazioni di aderenza sul bagnato.
- Nei materiali conduttivi e nelle plastiche dai colori intensi, il nerofumo rimane insostituibile. Tuttavia, nei materiali trasparenti, negli pneumatici ecocompatibili e nei supporti funzionali, la silice mostra chiari vantaggi.
Guardando al futuro, in settori quali la gomma, la plastica, i rivestimenti, l'energia e la tutela ambientale, il nerofumo bianco e il nerofumo continueranno a svilupparsi in modo differenziato, funzionalizzato e sinergico.
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