白炭黑
白炭黑，英文名 Silica 或 Precipitated Silica，是一種人工合成的、無定形的二氧化硅（化學式 SiO?·nH?O）。它不是炭，也不是黑色，而是一種白色、無毒、無味、無定形的精細粉末。
“白炭黑”這個名字源于它強大的補強性能，在某些應用中（尤其是在橡膠工業中）可以部分或全部替代傳統的炭黑，并且顏色是白色的，因此得名。
關鍵特性
1. 高比表面積：顆粒內部多孔，表面積巨大，這是其具有優異吸附性、補強性和分散性的基礎。
2. 高分散性：經過表面處理后，能在許多體系中均勻分散。
3. 化學穩定性：耐高溫、不燃燒、耐酸（除氫氟酸外）、電絕緣性好。
4. 增稠和觸變性：在液體體系中能形成三維網絡結構，提供良好的增稠和觸變效果（即靜置時變稠，攪動時變稀）。
5. 補強性：能顯著提高橡膠、彈性體等材料的力學性能（如拉伸強度、撕裂強度、耐磨性）。
主要生產方法
1. 氣相法：
· 以四氯化硅在氫氧火焰中高溫水解制成。
· 產品純度極高（SiO? > 99.8%），粒徑小（納米級），補強性能優異，被稱為“氣相二氧化硅”。
· 成本高，主要用于硅橡膠、涂料、膠粘劑等高端領域。
2. 沉淀法：
· 以石英砂和純堿為原料制成水玻璃，再與酸（通常是硫酸）反應，沉淀后經洗滌、干燥、粉碎得到。
· 產品比表面積和補強性略低于氣相法，但成本低得多。
· 產量占白炭黑總產量的絕大部分，廣泛應用于橡膠、塑料、牙膏、飼料等領域。
主要應用領域
1. 橡膠工業（最大應用領域）：
· 綠色輪胎：這是白炭黑最重要的應用突破。添加到輪胎胎面膠中，可以大幅降低滾動阻力，減少燃油消耗，同時提高濕路面抓地力和耐磨性。與硅烷偶聯劑配合使用效果更佳。
· 鞋底：提高耐磨性、防滑性和柔韌性。
· 其他橡膠制品：如膠管、密封件、傳送帶等，用作補強填充劑。
2. 硅橡膠：
· 氣相法白炭黑是硅橡膠不可替代的補強材料，能使其強度提升數十倍。
3. 日用化工：
· 牙膏：作為主要的摩擦劑和增稠劑，溫和清潔牙菌斑而不損傷牙釉質。
· 化妝品：用作吸附劑、增稠劑和防曬劑（如納米二氧化鈦/氧化鋅的載體）。
4. 食品與飼料工業：
· 作為抗結塊劑，防止粉末狀食品（如奶粉、咖啡伴侶、調味料）和飼料吸潮結塊。
5. 涂料、油墨和膠粘劑：
· 用作觸變劑和防沉劑，防止儲存時顏料沉降，施工時防止流掛。
6. 其他領域：
· 農藥：用作載體，提高流動性。
· 造紙：用作填料和消光劑。
· 醫藥：用作藥物載體和崩解劑。
· 環保：用于廢水處理中的吸附劑。
發展趨勢
· 綠色化：隨著全球對節能環保要求的提高，綠色輪胎的普及將繼續驅動白炭黑，尤其是高分散性沉淀白炭黑的市場增長。
· 功能化：通過表面改性等技術，開發具有特殊功能（如疏水、高吸附、高透明）的白炭黑品種，拓展在高新技術領域的應用。
· 納米化：納米級氣相二氧化硅在復合材料、電子信息、生物醫藥等高端領域的應用不斷深化。
總結來說，白炭黑是一種性能優異、用途廣泛的功能性硅酸鹽材料，從日常的牙膏、輪胎到高端的硅橡膠和復合材料，都發揮著不可或缺的作用，是現代工業和生活中重要的“工業味精”。
