气相法白炭黑的应用新领域

气相法白炭黑是利用氯硅烷经氢氧焰高温水解制得的一种精细、特殊的无定形粉体材料，平均原生粒径约为7-40纳米，比表面积50～380m2/g，产品纯度高，SiO2含量不小于99.8％，是一种多功能的添加剂，广泛应用于硅橡胶、涂料、橡胶、化学机械抛光领域, 可起到增稠、触变、消光等作用。气相法白炭黑一般有亲水型和疏水型两种产品，其中疏水型产品是利用亲水型产品通过表面化学处理而获得。自1941年德国Degussa公司成功开发出气相法白炭黑的生产技术以来，目前全世界的气相法白炭黑年总产量已超过15万吨，其生产工艺日臻完善，品种已实现系列化和专门化。随着气相法白炭黑应用领域的不断拓宽，气相法白炭黑的需求日益增大。本文简述了气相法白炭黑的特殊性能及生产方法，综述了近年来国内外气相法白炭黑除在硅橡胶、涂料、橡胶、化学机械抛光领域外，一些新的应用领域。
　　1 气相法白炭黑的特殊结构
　　红外光谱研究表明：气相二氧化硅表面含有大量的羟基极性基团，羟基的主要类型有：(1)相邻羟基：对极性物质具有吸附作用，由于相距较近，一般以氢键形式存在。（2）隔离羟基：孤立的、未受干扰的自由羟基。（3）硅氧基：主要存在于脱水白炭黑表层，它不易在升温加热时脱除。
　　气相法白炭黑分子的这些特殊结构，使它具有优良的增稠性、分散性、触变性及消光性等。
　　2 气相法白炭黑的生产技术
　　工业上气相法白炭黑一般是采用四氯化硅或甲基三氯硅烷为原料，将四氯化硅或甲基三氯硅烷在气化状态下高温燃烧水解反应而制得。　　　　　　
　　3 应用的新领域
　　3．1 在医药行业中的应用
　　气相法白炭黑是无定形结构，具有良好的生理惰性、吸附性、分散性和增稠性，因此在医药行业中得到广泛的应用。现代医药研究者发现：在雷尼替丁（Ranitidine）、哌仑西平（Pirenzepine ）等药物中，分别加入少量气相法白炭黑会改变其流动性；在含有灰黄霉素等药物中，加入少量气相法白炭黑能改变其溶解速率，即改变溶药物在水中的分散性和吸收性；在含有阿司匹林的药粉中，加入少量气相法白炭黑，会改变药物的抗静电性；在皮肤药中，加入气相法白炭黑，可以利用其高吸附性，吸附微生物和微小病毒，其吸附能力超过了医药上应用的相应的吸附剂的吸附能力，同时利用气相法白炭黑的亲水性，可以消除水肿或降低伤口发炎时的分泌物。
　　利用气相法白炭黑表面包覆适当的单分子层物质，再分散于含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，通过离心技术，可把所需要的细胞很快的分离出来，而且不会玷污细胞。此外，气相法白炭黑可作为药物活性成份的载体，乳浊液的稳定剂，用于药片、药丸、栓剂等的制造，并能增进粉末的流动性能。
　　3．2在农业中的应用
在农业中，用白炭黑与微量元素、生长调节剂和矿物肥料混合对种子进行处理，可保护种子免受机械破坏和受潮，提高种子的发芽率和降低肥料的用量，缩短成熟期和提高农作物的产量。
在艾割/苄嘧磺隆、丙草胺/苄嘧磺隆等除草剂中，利用气相法白炭黑的分散性和吸附性，可保证除草剂吸附性强，持效期长等作用。在常见的两种除草剂二硝基苯胺和尿素混合物中，加入少量的气相法白炭黑，可防止这种混合物结块。
在多噻烷、辛硫磷性等杀虫粉剂中，使用气相法白炭黑充当载体和分散剂，将便于杀虫剂的储存、运输和使用，避免使用有机溶剂，减少了环境污染，降低了生产成本，提高并延长了药效。
　　气相法白炭黑还可用作土壤中污染物的吸收剂，吸收土壤中的污染物。
　　3．3 在油墨中的应用
在工业（印刷）油墨中，气相法白炭黑常用作油墨的增稠剂。在热定印的胶版印刷油墨中，使用亲水性气相法白炭黑，可加快油墨的干燥速度，减少弄脏和油墨模糊不清的现象。在胶版印刷油墨中，使用疏水性气相法白炭黑，可以降低油墨的吸水性，消除泡沫，提高油墨的深度而不影响其表面光泽。在凹版印刷、苯胺印刷和丝绸印刷中，使用气相法白炭黑，可调整粘度和防止颜料沉降。
　　气相法白炭黑还可用于控制打印机油墨的流量，控制油墨的流动性，以获得清晰的打印；在复印机和激光打印机的墨盒调色中用作分散剂和流量控制剂。
　　3．4 在日用品中的应用
　　添加气相法白炭黑的果蔬专用保鲜膜，其气调指标稳定，对O2和CO2的双向调节能力强，透湿性好，不易内结露，使用其贮藏果蔬保鲜的时间长，保鲜效果好。
在酒类的生产中，加入少量的气相法白炭黑可起到澄清啤酒和延长保鲜期的作用。在蔗糖的生产中，气相法白炭黑可以用作消泡剂。在食品中气相法白炭黑可用作载体和流动控制剂。
　　3．5 在塑料中的应用
气相法白炭黑在塑料中除了补强，还具有许多其它特性。气相法白炭黑的良好的透光率和小颗粒，可以使塑料变得致密。特别是半透明性的塑料薄膜，添加气相法白炭黑不但提高了薄膜的透明度、强度和韧性，更重要的是使防水性能大大提高。实验证明：常规的PVC（聚氯乙烯）薄膜的透水性比添加气相法白炭黑的PVC高1.5倍。这说明添加气相法白炭黑的PVC薄膜防水性大大提高。这类薄膜可以用作特殊用途的高级塑料薄膜。
　　3．6 在其他方面的应用
在乙烯基类纤维织物的加工过程中加入气相法白炭黑，可以改变乙烯基的性质，起到消光的作用。在音像录音磁带上，气相法白炭黑用做防粘剂。作为电子封装材料的填料，可以提高材料的性能，降低固化时间。在灯泡工业中，在灯泡内壁衬上气相法白炭黑干涉膜，可提高灯泡的发光效率，延长灯泡的使用寿命。在有机玻璃中加入表面处理过的气相法白炭黑 ,可以提高材料的抗紫外辐射能力和抗冲击强度。在蓄电池工业中，气相法白炭黑用做隔离剂。在催化剂行业，气相法白炭黑用做载体。在光纤、光缆填充材料中，可利用气相法白炭黑起增稠和触变作用。另外，利用气相法白炭黑的绝热性，可以制备性能优越的隔热材料。
　　4 结语
　　近年来，我国在气相法白炭黑的应用方面有了很大提高，但与国际先进水平相比仍有差距，我们应该加快气相法白炭黑的应用研究，朝着功能化，复合化和系列化方向发展，拓宽气相法白炭黑的应用领域，进一步推动气相法白炭黑工业的发展，以适应快速发展的国民经济的需要。

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