白炭黑作為矽膠製品與橡（xiàng）膠製品主要功效化學品之一，在矽（guī）膠原材料中（zhōng）取到（dào）了不可取代的用處（chù），至今氣相白炭黑與沉澱白炭黑都是比較常用（yòng）的一種化合（hé）物，它們可分（fèn）別用（yòng）於不同的行業與領域之中，特別在我們日常用品以及生活（huó）日用護理產品上都（dōu）有它的身影，那麽你 真的有了解過這種化學性物質嗎？

　　氣相白炭黑分為親水性和（hé）疏水性兩種。

　　1、親水性氣相白炭黑

　　親水性氣相白炭黑是通過揮發性氯矽烷在氫氧焰中水解（jiě）而製得的。從化學角度看，這（zhè）些鬆散的白色粉末由高純度的（de）無（wú）定形白炭（tàn）黑構（gòu）成 。親水性白炭黑可（kě）用水（shuǐ）潤濕，並能在水中（zhōng）分散。除了在（zài）傳統工業領域，如聚酯（zhǐ）、有機矽、油漆和塗料中應用外，親水性氣相白炭黑產 品越來越多（duō）的成功應用於高科技領域（yù）中。氣相法白炭（tàn）黑的納（nà）米粒（lì）子特（tè）性和（hé）高純度使其（qí）在（zài）電子（zǐ）和光纖工業中的應用起（qǐ）了主導作用。親水 性氣相（xiàng）白炭黑產品經×射線分析具有無定（dìng）形（xíng）結構。根據市場和應用領域不同，我們可以提（tí）供不（bú）同粒徑的原生顆粒和不同比表麵（miàn）積的產 品。一些（xiē）氣相白炭（tàn）黑產品（pǐn）可以壓（yā）縮後供貨，一些產品是醫藥級的。

　　親水性氣相白（bái）炭黑的功能：適於加工處理，調節到最佳的（de）流變（biàn）性；有機矽彈性體的補強；非極性液體的增稠；食品和工業粉末的助（zhù）流 劑；高（gāo）化學純度（dù）；即使在高溫下仍具有優異的絕緣性能；液體轉變成粉末，如醫藥、化妝品。

　　2、疏（shū）水性氣相白炭黑

　　疏水性氣相白炭黑是通過親水性氣相白炭黑與活性矽烷（例如（rú）氯矽烷或六甲基二矽胺烷）發生化學反應而製得。它具有疏（shū）水（shuǐ）性（憎水 性），而且不能在（zài）水中分散。為了解決工業（yè）中一些特殊的技術（shù）問題，各種型號的疏水性氣（qì）相白炭黑（hēi）被研（yán）發出來。如通（tōng）過用矽烷或矽氧 烷（wán）處（chù）理改性親水級別的氣相法白炭黑生產疏水性的氣相白炭黑（hēi），在最終的產品中，化學處理劑以化學（xué）鍵方式結合在原（yuán）來的親（qīn）水性氧化 物上。除了親水性（xìng）產品的上述優點外，疏水性（xìng）氣相白炭黑產（chǎn）品的特點是（shì）：低（dī）吸濕性、很好的分散性、即使對於極性體（tǐ）係也有（yǒu）流變調節 能力（lì）。有些產品（pǐn），在疏水處理的基礎（chǔ）上再經過（guò）結構改性（xìng），可為客戶研發新產品和提高產品的性能提供進一步的幫助（zhù）。例如（rú）：在（zài）液體體 係中，疏水性氣相白炭黑可以（yǐ）達到高添（tiān）加量，而對體（tǐ）係的粘度（dù）影響很小。

　　疏水性氣相白炭黑的功能：加工使用中最適宜的流變性；極性液體的增稠，如環氧樹脂；有機矽彈性體的補（bǔ）強；高添加量，如在模壓 製品中；良（liáng）好（hǎo）的疏水性，提高防腐性；改善介電性能，如在電（diàn）纜複合物中（zhōng）；粉末助流劑，如在粉末塗料及滅火劑等；在塗料和塑（sù）料中 提（tí）高耐劃傷性。

　　氣相白炭黑的應用：

　　一、電子封裝材料（liào）

　　有機物電致發（fā）光器材（OELD）是目前新開發（fā）研製的一種新型（xíng）平（píng）麵顯（xiǎn）示器件，具有開啟和驅動電壓低，且可直流（liú）電壓驅動，可與規模集（jí） 成電路相匹配，易實現全彩色化，發光亮度高（>105cd/m2）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（de）封裝材料和封裝技術。目前，國外（日、美、歐洲等）廣泛采用（yòng）有（yǒu）機矽改性環氧樹脂，即通過（guò）兩者之間的共（gòng）混 、共（gòng）聚或接枝反應（yīng）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（wēn）性能，同時也提高有機矽的防水、防油、抗氧性 能，但其需要的固化時間較長（zhǎng）（幾個小（xiǎo）時到（dào）幾天），要加快固化反應（yīng），需要在較高溫度（60℃至100℃以上）或增大固（gù）化劑的使用量 ，這不但增加成本，而且（qiě）還難於滿足（zú）大規模器件生產線對封裝（zhuāng）材料（liào）的要（yào）求（時間（jiān）短、室溫封裝）。將經表（biǎo）麵活性處理後的氣相白炭黑 [2]充分分散（sàn）在有機矽改性環氧樹脂封裝膠基質（zhì）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（shǐ）OELD器件（jiàn）密封性能得到顯著提高，增加OELD器（qì）件的使用壽命。

　　二、樹脂（zhī）複合材（cái）料

　　樹脂基複合材料具有輕質、高強、耐腐蝕（shí）等特點，但近年來材料界和（hé）國民經濟支柱產業對樹脂基材（cái）料使用性能的要求越來越高，如何 合成高性能的樹脂基（jī）複合（hé）材料（liào），已成為（wéi）當前材料界和企（qǐ）業界的（de）重要課題。氣相白炭黑的（de）問世，為樹（shù）脂基複合材料的（de）合成提供了新的機 遇（yù），為傳統樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，隻（zhī）要能將氣相白炭黑顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，完全能達到全麵改善 樹脂基材（cái）料性能的（de）目的。

　　提高強度和延伸率。環氧樹脂是基本的樹脂材（cái）料，把氣（qì）相白炭黑添加到環氧樹脂中，在結構上完全不同於粗（cū）晶（jīng）二氧化矽（白炭黑等） 添加（jiā）的環氧樹脂基（jī）複合材料，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，而氣相白炭黑由於表麵嚴重的（de）配位 不足、龐大（dà）的比表麵積以及（jí）表（biǎo）麵欠氧等特點，使它表現（xiàn）出極強的活性，很容易和環氧環狀分子的氧起鍵合（hé）作用，提（tí）高了分子間的鍵力 ，同時尚（shàng）有（yǒu）一部分氣相白炭黑（hēi）顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與（yǔ）粗晶SiO2顆粒相（xiàng）比（bǐ）較，表現很高的流漣性，從而使氣相白炭（tàn）黑添 加的環氧（yǎng）樹脂材料強度、韌性、延展性均大幅（fú）度提高。

　　提高耐（nài）磨性和改善材料表麵的光潔度。氣相白炭黑顆粒比SiO2要小100—1000倍，將其添加到環氧樹脂中，有利於拉成（chéng）絲。由於氣相（xiàng） 白炭黑的高流動性和小尺寸效應，使材料表麵更加致密細潔，摩擦係數變小（xiǎo），加之納米顆粒的高強度，使材料的耐磨性（xìng）大大增強。

　　抗老化性能。環氧樹（shù）脂基複合材料使（shǐ）用過程中一個致命（mìng）的（de）弱點是抗老化性能差，其（qí）原因主（zhǔ）要是太陽輻射的280—400nm波（bō）段的紫外線中 、長（zhǎng）波作用，它對樹脂基複合材（cái）料的破壞作用是十分嚴重的，高分子鏈的降解致使（shǐ）樹脂基複合材料迅速（sù）老（lǎo）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（shǎo）紫外線對環氧樹脂的降解作用，從（cóng）而達到延緩（huǎn）材料老化的目的。

　　三、塑料

　　利用氣相（xiàng）白炭黑透光、粒度小，可以使塑料變得更加致（zhì）密，在聚苯乙烯塑料薄膜中（zhōng）添加氣相白炭黑後，不但提高其透明度、強度、韌 性，而且防水性能和抗老化性能（néng）也明顯提高。通過在普通塑料聚氯（lǜ）乙烯（xī）中添加少量（liàng）氣相白（bái）炭黑後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（duì）普通塑料聚丙（bǐng）烯進行改性，主要技術指標（吸水率、絕緣電阻、壓縮殘餘變形、撓曲強度等 ）均達到或超（chāo）過（guò）工程塑料尼龍6的性能（néng）指標，實現了聚丙烯鐵道配件替代（dài）尼龍6使用（yòng），產品成本大幅下降，其經濟效益和社會效益（yì）十分 顯著。

　　四、塗料

　　我（wǒ）國是塗料生產（chǎn）和消費大國，但當前國產塗料普遍存在著性能方麵的不足，諸如懸浮穩定性差、觸變性（xìng）差、耐候性（xìng）差、耐洗（xǐ）刷性（xìng）差等 ，致使每年需進口大量高質量的塗料。上海、北京、杭州、寧波等地的一些塗料生產企業敢於創新，成（chéng）功地實現了氣相白炭黑在塗料 中的應用，這種納米改性（xìng）塗料（liào）一改（gǎi）以往產品的不足，經（jīng）檢測其主要性能指標除對比率不變外（wài），其（qí）餘均大幅提高，如外牆塗料（liào）的耐洗刷（shuā） 性由原來的（de）一千多次提（tí）高（gāo）到一萬多次，人工加速氣候老化（huà）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（fěn）化，漆（qī）膜無變色，色（sè）差值4.8），此外塗膜與牆體結合強度大幅（fú）提高，塗膜硬度顯著增加，表麵自潔能力也獲（huò）得（dé）改善。

　　五、矽膠（jiāo）與橡膠

　　矽膠和橡膠是一（yī）種伸縮性優異的彈性體，但（dàn）其綜合性（xìng）能並不令人滿意，生產矽橡膠製品過程中通（tōng）常需在膠料中加入炭黑來提高強度、 耐磨性和抗老化性，但由於炭黑的加入使得製品均為黑色，且檔次不（bú）高。而氣相白炭（tàn）黑在我國的問世為生產出色彩新穎、性能優異的 新一代橡膠（jiāo）製品奠（diàn）定了物質基礎。在（zài）普通膠中添加少量氣相白炭黑後，產品的強度、耐磨性和抗老化性等性能（néng）均達到或超（chāo）過高檔矽膠產品，而且可以保（bǎo）持顏色（sè）長久不變。

　　六、顏（染）料

　　有機顏（染）料（liào）雖然（rán）具有鮮豔（yàn）的色（sè）彩和很強的著色力，但一（yī）般耐（nài）光、耐熱、耐溶劑和耐遷移性能往（wǎng）往不及無機顏料。通過添加氣相白 炭黑對有機顏（染（rǎn））料進行（háng）表麵改性處理，不但使（shǐ）顏（染）料抗老化性能大幅提高，而且亮度、色調和（hé）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（dàng）產品相媲美，極大的拓寬了有機顏（染）料的檔次和應用範圍。

　　七、陶瓷

　　用氣相白炭黑代（dài）替納米A1203添加到（dào）95瓷裏，既可（kě）以起到納米顆粒的作用，同時它又是第二相的顆粒，不但提高陶瓷材料的強度、韌 性，而且提高了材料的硬度和彈（dàn）性模量（liàng）等性能，其效果比添加（jiā）A1203更理想。利用氣相白（bái）炭黑來複合陶瓷基片，不但提高了基片（piàn）的致 密性、韌性和光潔度，而且燒結溫度大（dà）幅降低。此（cǐ）外，氣相白炭（tàn）黑在陶瓷過濾網、剛玉球等陶瓷產品中應（yīng）用效果（guǒ）也十分顯著（zhe）。

　　八、密封膠、粘結劑

　　密封膠、粘結劑是量大、麵廣、使用範圍寬的重要（yào）產品。它要求（qiú）產品粘度、流動性、固化速度達最（zuì）佳條件。我國在這個領域的產品比 較落後，高檔的密封膠和粘結劑都依賴進口。國外在這個領域的產品已經（jīng）采用納米（mǐ）材（cái）料作（zuò）改性劑，而氣相白炭黑是首選材（cái）料，它主要 是（shì）在氣相白炭黑表麵包敷一層有機材料，使之具有憎水性（xìng），將它添加到密封（fēng）膠中很快形成一種矽石（shí）結構，即納米Si0X小顆粒形成網絡 結構抑製膠體流動，加快固化速度，提高粘結效果，由於氣相白炭黑顆粒尺小從而（ér）也增加了產（chǎn）品（pǐn）的密封（fēng）性和防滲性。

　　九（jiǔ）、玻璃（lí）鋼製品

　　玻璃鋼製品雖然有輕質、高強、耐腐蝕等優點，但其本身硬度較低（dī）、耐磨性（xìng）較差。有關專家（jiā）通過超聲分散方（fāng）法將氣相白炭黑添加到膠 衣樹脂中，與未加氣相白炭黑的膠衣做性能對比實驗，發現其莫氏硬度由（yóu）原來的2.2級（jí）（相當於石膏的硬度）提高到2.8~2.9級（3級 是天然大理（lǐ）石硬度（dù）），耐磨性提高1~2倍，因納米顆粒與有機高分子產生接枝和鍵（jiàn）合作用，使材料韌性（xìng）增加，故抗拉強度和抗衝擊強 度（dù）提高1倍（bèi）以上（shàng），耐熱性能也大幅提高。

　　十、藥物載體

　　隨著當前城市生（shēng）活（huó）垃（lā）圾的大幅（fú）增長以及環境汙染的日（rì）趨嚴重，加大消滅“四害”的力度、預防（fáng）疾病的傳播已十分迫切。在樹幹上塗刷 石灰、向垃圾箱噴灑藥水已作用不大，現在大城市已采用噴塗中樞神經麻醉藥（yào）類（lèi）殺（shā）蟲劑來消滅蚊子、蒼蠅（yíng）、蟑螂等昆蟲類（lèi）害蟲，但這 些殺蟲劑多從國（guó）外進口，價格較高，噴塗後有效期較（jiào）短（隻（zhī）有一個月）。采用（yòng）氣相白炭黑為載體吸附該類殺蟲（chóng）劑，起到了很好的緩釋 效果（guǒ），據測定，其噴塗（tú）後有效期長達一年（nián）以上。

　　十一、化妝品

　　對於（yú）化妝品來說，要求對紫外線屏（píng）蔽能力（lì）強，最好是既能（néng）防護紫外中波（UVB）對人體的危害，亦能對（duì）紫外長波（bō）（UVA）起防護作用。 實（shí）質上，紫外屏蔽包括兩方（fāng）麵，一是前麵所述對紫外線的吸收，另一方麵是對紫外線的反射，目前，世界（jiè）上從紫外反射性能角度開發 的抗紫外劑還未見報道。　　在防曬產品中以往多（duō）使用（yòng）有機（jī）化合物（wù）為紫外線（xiàn）吸（xī）收劑，但是存在諸如為了盡可能保護皮膚不接觸紫外線 而提高添加量之後，會（huì）增加發生皮膚（fū）癌以及產（chǎn）生化學性過敏等問題，而氣相白炭黑為無（wú）機成分（fèn），易於與化（huà）妝品其它組分配伍，無毒（dú）、 無味，不存在上述問題，且自身為白色，可以簡單地加以著色，尤其可貴的是氣相（xiàng）白炭黑反射紫（zǐ）外能力強（qiáng）、穩定性好，被紫外線照射 後不分解，不變色（sè），也不會與配方中其它組分起化學反應。氣（qì）相白炭黑的這些突出（chū）特點為防曬化妝品的升級換代（dài）奠定了良好的基礎。

　　十二、抗菌材（cái）料

　　利用氣相白炭黑龐大的比表麵積、表麵多介孔結構和超強的吸附能（néng）力以及（jí）奇異的理化（huà）特性，將（jiāng）銀離子等功能離子均勻（yún）地設計到氣（qì）相（xiàng）白 炭黑（hēi）表（biǎo）麵的介孔中，並實施穩定，成功開發出高效、持久、耐高溫、廣譜抗菌的納（nà）米抗菌粉（粒徑隻有70納米左右），不但填補國內 空白（bái），而且主要技術指標均達到或超過日本同類產品。經（jīng）檢測，當（dāng）納米抗菌粉（fěn）在水中（zhōng）的濃度僅為0.315%時，對革蘭氏陽性代表菌種與 革蘭氏陰性代表菌種的抗菌能力就可以非常明顯的表露出來，抑菌圈出現2—3mm，且隨著納米抗菌粉在水中濃（nóng）度的增加，抑菌圈明顯 增大。據測定，水中含Ag+為（wéi）0.01mg/1時（shí），就能完（wán）全殺滅水中的大腸杆菌，並能保持（chí）長達90天內不繁衍出新的菌叢。將納米抗（kàng）菌粉應 用於搪瓷釉料中，生產出（chū）具有防黴、抗菌功能的滾筒洗（xǐ）衣機（jī），其抗菌率（lǜ）高達99%以上（shàng）。應該指出的是，納（nà）米抗（kàng）菌（jun1）粉（fěn）在搪瓷釉料中使用 條件較為（wéi）苛刻，須在堿性較強的液體中和高溫（900℃左右（yòu））燒瓷後仍保持很強的抗菌性能，這是其它抗菌粉望塵莫及的。將（jiāng）納米抗 菌粉添加在內牆塗料中，生產出了具有長久抗菌防黴功能的內牆塗料。將納米抗菌粉用在婦女內褲洗滌劑、羊（yáng）毛、羊絨洗（xǐ）滌劑、洗潔 精、洗手液中，經衛生防疫部門檢測，其抗菌性能十分顯著。可以預見，隨著人們健康意識的增強，納米抗菌粉將逐漸被相關應用（yòng）企 業的廣大民眾所接受，在（zài）票據、醫療衛生、化學建材、家電製品、功能纖維、塑料製品等行業中嶄露頭（tóu）角。