白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結劑

白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結劑

白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結劑

白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅和超細二氧化硅凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質，其組成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羥基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。

由于白炭黑產品的一系列優越性，使它能夠廣泛應用于許多領域。

橡膠制品

白炭黑用在彩色橡膠制品中以替代炭黑進行補強，滿足白色或半透明產品的需要。白炭黑同時具有超強的粘附力、抗撕裂及耐熱抗老化性能，所以在黑色橡膠制品中亦可替代部分炭黑，以獲得高質量的橡膠制品，如越野輪胎、工程輪胎、子午胎等。

農業化學制品

在農業化學制品中，如農藥、高效噴施肥料等，使用白炭黑作載體或稀釋劑、崩解劑，做崩解劑在水分散粒劑WDG中使用可提高懸浮率，建議使用含量10%左右。能保持持久效力，因為它的超高表面積具有極高吸附力，易于懸浮，有良好的親和性及化學穩定性。即使在雨水、沖洗和炎熱條件下，仍能長期保持不變。

日用化工制品

用白炭黑作填料和磨蝕劑的透明彩色及不透明牙膏，這類牙膏具有良好的柔韌性、分散性，膏體光滑、柔軟、磨蝕性好，不磨蝕牙膏管體；它能使藥物牙膏保持藥性的穩定。特別是與氟化物具有良好的配伍性，可避免鈣鹽作磨料產生難溶鹽的弊端。

膠結劑

用在天然橡膠或合成橡膠制成的膠粘劑中，提供了觸變性和補強性，同時由于其伸展性還可以提高粘著力，質高價廉。

抗結塊劑

白炭黑可用在一些產品中來提高自由流動性，如草地肥料、殺真菌劑、磨輪研磨劑、洗衣漂白劑、酚醛注塑烏洛托品、酚和尿素的塑料制品、制造橡膠硫磺及抗結塊混合物。

造紙填料

用白炭黑做紙張填料可提高紙張抗油墨透過性能及機械強度，增加白度，減少單位重量。能有效實現紙張輕量化、降低生產成本、提高紙張使用性能。

此外還可用在消防劑、飼料、化妝品、消光劑、顏料、油漆等許多行業。

氣相白炭黑是極其重要的納米級無機原材料之一，由于其粒徑很小，因此比表面積大，表面吸附力強，表面能大，化學純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能，以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性，在眾多學科及領域內獨具特性，有著不可取代的作用。

以下是氣相白炭黑在各行業的應用 [1] 

電子封裝材料

有機物電致發光器材（OELD）是目前新開發研制的一種新型平面顯示器件，具有開啟和驅動電壓低，且可直流電壓驅動，可與規模集成電路相匹配，易實現全彩色化，發光亮度高（>105cd/㎡）等優點，但OELD器件使用壽命還不能滿足應用要求，其中需要解決的技術難點之一就是器件的封裝材料和封裝技術。目前，國外（日、美、歐洲等）廣泛采用有機硅改性環氧樹脂，即通過兩者之間的共混、共聚或接枝反應而達到既能降低環氧樹脂內應力又能形成分子內增韌，提高耐高溫性能，同時也提高有機硅的防水、防油、抗氧性能，但其需要的固化時間較長（幾個小時到幾天），要加快固化反應，需要在較高溫度（60℃至100℃以上）或增大固化劑的使用量，這不但增加成本，而且還難于滿足大規模器件生產線對封裝材料的要求（時間短、室溫封裝）。將經表面活性處理后的氣相白炭黑充分分散在有機硅改性環氧樹脂封裝膠基質中，可以大幅度地縮短封裝材料固化時間（為2.0-2.5h）,且固化溫度可降低到室溫,使OELD器件密封性能得到顯著提高,增加OELD器件的使用壽命。

樹脂復合材料

樹脂基復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等特點，但近年來材料界和國民經濟支柱產業對樹脂基材料使用性能的要求越來越高，如何合成高性能的樹脂基復合材料，已成為當前材料界和企業界的重要課題。氣相白炭黑的問世，為樹脂基復合材料的合成提供了新的機遇，為傳統樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，只要能將氣相白炭黑顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，完全能達到全面改善樹脂基材料性能的目的。

1、提高強度和延伸率。環氧樹脂是基本的樹脂材料，把氣相白炭黑添加到環氧樹脂中，在結構上完全不同于粗晶二氧化硅（白炭黑等）添加的環氧樹脂基復合材料，粗晶SiO2一般作為補強劑加入，它主要分布在高分子材料的鏈間中，而氣相白炭黑由于表面嚴重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點，使它表現出極強的活性，很容易和環氧環狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力，同時尚有一部分氣相白炭黑顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與粗晶SiO2顆粒相比較，表現很高的流漣性，從而使氣相白炭黑添加的環氧樹脂材料強度、韌性、延展性均大幅度提高。

2、提高耐磨性和改善材料表面的光潔度。氣相白炭黑顆粒比SiO2要小100—1000倍，將其添加到環氧樹脂中，有利于拉成絲。由于氣相白炭黑的高流動性和小尺寸效應，使材料表面更加致密細潔，摩擦系數變小，加之納米顆粒的高強度，使材料的耐磨性大大增強。

3、抗老化性能。環氧樹脂基復合材料使用過程中一個致命的弱點是抗老化性能差，其原因主要是太陽輻射的280—400nm波段的紫外線中、長波作用，它對樹脂基復合材料的破壞作用是十分嚴重的，高分子鏈的降解致使樹脂基復合材料迅速老化。而氣相白炭黑可以強烈地反射紫外線，加入到環氧樹脂中可大大減少紫外線對環氧樹脂的降解作用，從而達到延緩材料老化的目的。

塑料

利用氣相白炭黑透光、粒度小，可以使塑料變得更加致密，在聚苯乙烯塑料薄膜中添加氣相白炭黑后，不但提高其透明度、強度、韌性，而且防水性能和抗老化性能也明顯提高。通過在普通塑料聚氯乙烯中添加少量氣相白炭黑后生產出的塑鋼門窗硬度、光潔度和抗老化性能均大幅提高。利用氣相白炭黑對普通塑料聚丙烯進行改性，主要技術指標（吸水率、絕緣電阻、壓縮殘余變形、撓曲強度等）均達到或超過工程塑料尼龍6的性能指標，實現了聚丙烯鐵道配件替代尼龍6使用，產品成本大幅下降，其經濟效益和社會效益十分顯著。

涂料

我國是涂料生產和消費大國，但當前國產涂料普遍存在著性能方面的不足，諸如懸浮穩定性差、觸變性差、耐候性差、耐洗刷性差等，致使每年需進口大量高質量的涂料。上海、北京、杭州、寧波等地的一些涂料生產企業敢于創新，成功地實現了氣相白炭黑在涂料中的應用，這種納米改性涂料一改以往產品的不足，經檢測其主要性能指標除對比率不變外，其余均大幅提高，如外墻涂料的耐洗刷性由原來的一千多次提高到一萬多次，人工加速氣候老化和人工輻射暴露老化時間由原來的250小時（粉化1級、變色2級）提高到600小時（無粉化，漆膜無變色，色差值4.8），此外涂膜與墻體結合強度大幅提高，涂膜硬度顯著增加，表面自潔能力也獲得改善。

五、橡膠　

顏（染）料

有機顏（染）料雖具有鮮艷的色彩和很強的著色力，但一般耐光、耐熱、耐溶劑和耐遷移性能往往不及無機顏料。通過添加氣相白炭黑對有機顏（染）料進行表面改性處理，不但使顏（染）料抗老化性能大幅提高，而且亮度、色調和飽和度等指標也均出現一定程度的提高，性能可與進口高檔產品相媲美，極大地拓寬了有機顏（染

抗結劑又稱抗結塊劑，是用來防止顆粒或粉狀食品聚集結塊，保持其松散或流動狀態的食品添加劑。抗結劑顆粒細微、松散多孔、吸附力強、易吸附導致形成結塊的水分、油脂等，使食品保持粉末或顆粒狀態。我國允許使用的抗結劑有亞鐵氰化鉀、硅鋁酸鈉、磷酸三鈣、二氧化硅和微晶纖維素5種。國外許可使用的還有硅酸鋁、硅酸鋁鈣、硅酸鈣、硬脂酸鈣等。

抗結劑的基本特點是分散性好、表面積大、比容積高、顆粒細，有的具微孔性，可以吸附水分，從而防止食品勃結成塊。常用的抗結劑有硅膠、硅酸鈣、硅酸鋁鈉、碳酸鈣鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、磷酸二鈣、無水磷酸二鈉等。不同的抗結劑適用于不同的食品，如無水磷酸二鈉用干砂糖，亞鐵氰化鉀用于食鹽，硅酸鈣用于發酵粉等。 [1] 

硅酸鋁鈣(aluminiumcalciumsilicate)

硅酸鋁鈣，分子式CaAl[Al(SiO4)2],相對分子質量278.22。

硅酸鋁鈣是無色三斜晶系結晶或白色略帶黃綠色易流動的細粉，相對密度為2.765,不溶于水和乙醇。我國國標規定硅酸鋁鈣為加工助劑。

硅酸鋁鈣的毒性:ADI不作特殊規定。一般可公認為是安全的。

FAO/WHO規定，硅酸鋁鈣可用于蔗糖粉或葡萄糖粉，最大使用量為15g/kg。可以單用，也可與其他抗結劑合用，但不得有淀粉存在。美國食品與藥物管理局(FDA)規定硅酸鋁鈣不可用于食鹽。

白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結劑

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