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超细二氧化硅在塑料应用

在塑料中的应用利用超细二氧化硅高强度、高流动性和小尺寸效应，可提高塑料制品的致密性、光洁度和耐磨性能。若通过适当的表面改性，则可以达到对塑料同时增强增韧的目的。

将白炭黑添加到聚乙烯中，通过特殊的方法，可使二氧化硅在基体中分散均匀，制得高耐磨、高硬度的聚乙烯复合材料。采用接枝聚合的方法对二氧化硅进行表面改性，利用聚合物大分子链来有效阻隔纳米粒子，减轻其团聚程度，进而用其填充聚，采用共混工艺制备了综合性能优异的纳米Si02／PP复合材料。在低添加量时，可使聚的韧性提高两倍左右。若向复合体系中加入适量的弹性体，则在保持聚刚性和拉伸强度的同时，使聚的抗缺口冲击能力提高3倍左右、分析认为二氧化硅和弹性体可以协同作用，达到增强增韧聚的目的。

利用共混法将二氧化硅添加到PMMA中制备的纳米Si02／PMMA塑料，可大幅提高材料的性能。添加量4％时，可使PMMA的缺口冲击强度提高80％以上，并且制备的复合材料具有很好的光学透明性。在塑料与其它聚合物共混体系中。可加入二氧化硅改善两相的相容性。如向Ps和PP共混体系中，加入经或氯改性的二氧化硅，可以降低相间界面张力，使浊点温度下降，改进二者的相容性。

在环氧树脂中添加二氧化硅可明显改善其脆性，可以克服弹性体增韧而致的材料刚性和强度降低的缺陷，达到增强增韧的目的。当添加量为3wt％时，可使复合体系冲击强度提高40％，拉伸强度等提高21％。若通过偶联剂对纳米二氧化硅进行改性，则可使其冲击韧性提高124％ ，拉伸性能提高30％，另外，也使制品的硬度、耐磨、耐温和绝缘等性能得到提高。

沉淀白炭黑（沉淀二氧化硅）的制备工艺

   沉淀二氧化硅由水玻璃（硅酸钠）与硫酸或盐酸反应制得。其中反应式如下：

         SiO2+ Na2CO3—>SiO2•Na2O + CO2

     (SiO2•Na2O)ag+ H2SO4—> SiO2+ Na2SO4+ H2O

   沉淀白炭黑所用的原料水玻璃，又名泡花碱，无色、青绿色或棕色的固体或黏稠液体，是由硅石（石英砂）、纯碱（土碱）在熔化窖熔、冷却、粉碎制得，其燃料为煤、、煤气均可。水玻璃生产工艺可分为干法和湿法两种，通常所用的是干法生产固体水玻璃，再溶解转换成所需要规格的液体水玻璃。

沉淀法的生产技术、设备简单，产品活性不高，颗粒不易控制，亲和力差，补强性能低，颗粒表面水性羟基键合严重，消弱了产品的结合力。二次结晶生产超细白炭黑便是在沉淀法生产技术前提下进行了品种处理的改良技术。采用二次结晶新工艺，可以全自动工艺化生产。其SiO2含量在94%以上，比表面积达269~320m2/g，粒径粗为1000目，细可达纳米级。

气相二氧化硅原生粒子粒径及其比表面积的基本相关性可以通过 TEM 利用数学方法定量得到。这种测定方法是利用粒径计算器（如 TGZ3）算出几千个粒子的粒径，然后计算出其比表面积的大小。作为对电子显微镜测定气相二氧化硅比表面积的补充，气体的物理吸附，尤其是氮气，也是一种非常可靠测量高分散材料比表面积的方法。下面简单介绍一下用氮气吸附法测定气相二氧化硅比表面积的方法：根据 BET 理论和气相色谱原理，以氢气为载气，氮气为吸附介质，将试样置于液氮温度下，按一定比例混合的氮－氢混合气体气流中。当氮气被吸附饱和后，再脱附，利用热导池参比臂和测量臂的电位差，经计算机处理算出被测样品的比表面积。