白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結(jié)劑

白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結(jié)劑

白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅和超細(xì)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(zhì)，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(chǎn)品的一系列優(yōu)越性，使它能夠廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。

橡膠制品

白炭黑用在彩色橡膠制品中以替代炭黑進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，滿足白色或半透明產(chǎn)品的需要。白炭黑同時(shí)具有超強(qiáng)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(zhì)量的橡膠制品，如越野輪胎、工程輪胎、子午胎等。

農(nóng)業(yè)化學(xué)制品

在農(nóng)業(yè)化學(xué)制品中，如農(nóng)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?yàn)樗某弑砻娣e具有極高吸附力，易于懸浮，有良好的親和性及化學(xué)穩(wěn)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(wěn)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(chǎn)生難溶鹽的弊端。

膠結(jié)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(bǔ)強(qiáng)性，同時(shí)由于其伸展性還可以提高粘著力，質(zhì)高價(jià)廉。

抗結(jié)塊劑

白炭黑可用在一些產(chǎn)品中來提高自由流動(dòng)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(jié)塊混合物。

造紙?zhí)盍?/p>

用白炭黑做紙張?zhí)盍峡商岣呒垙埧褂湍高^性能及機(jī)械強(qiáng)度，增加白度，減少單位重量。能有效實(shí)現(xiàn)紙張輕量化、降低生產(chǎn)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(yè)。

氣相白炭黑是極其重要的納米級無機(jī)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(qiáng)，表面能大，化學(xué)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(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性，在眾多學(xué)科及領(lǐng)域內(nèi)獨(dú)具特性，有著不可取代的作用。

以下是氣相白炭黑在各行業(yè)的應(yīng)用 [1] 

電子封裝材料

有機(jī)物電致發(fā)光器材（OELD）是目前新開發(fā)研制的一種新型平面顯示器件，具有開啟和驅(qū)動(dòng)電壓低，且可直流電壓驅(qū)動(dòng)，可與規(guī)模集成電路相匹配，易實(shí)現(xiàn)全彩色化，發(fā)光亮度高（>105cd/㎡）等優(yōu)點(diǎn)，但OELD器件使用壽命還不能滿足應(yīng)用要求，其中需要解決的技術(shù)難點(diǎn)之一就是器件的封裝材料和封裝技術(shù)。目前，國外（日、美、歐洲等）廣泛采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂，即通過兩者之間的共混、共聚或接枝反應(yīng)而達(dá)到既能降低環(huán)氧樹脂內(nèi)應(yīng)力又能形成分子內(nèi)增韌，提高耐高溫性能，同時(shí)也提高有機(jī)硅的防水、防油、抗氧性能，但其需要的固化時(shí)間較長（幾個(gè)小時(shí)到幾天），要加快固化反應(yīng)，需要在較高溫度（60℃至100℃以上）或增大固化劑的使用量，這不但增加成本，而且還難于滿足大規(guī)模器件生產(chǎn)線對封裝材料的要求（時(shí)間短、室溫封裝）。將經(jīng)表面活性處理后的氣相白炭黑充分分散在有機(jī)硅改性環(huán)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(shí)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(fù)合材料

樹脂基復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn)，但近年來材料界和國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)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(fù)合材料，已成為當(dāng)前材料界和企業(yè)界的重要課題。氣相白炭黑的問世，為樹脂基復(fù)合材料的合成提供了新的機(jī)遇，為傳統(tǒng)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(dá)到全面改善樹脂基材料性能的目的。

1、提高強(qiáng)度和延伸率。環(huán)氧樹脂是基本的樹脂材料，把氣相白炭黑添加到環(huán)氧樹脂中，在結(jié)構(gòu)上完全不同于粗晶二氧化硅（白炭黑等）添加的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，粗晶SiO2一般作為補(bǔ)強(qiáng)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(yán)重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點(diǎn)，使它表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性，很容易和環(huán)氧環(huán)狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力，同時(shí)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(xiàn)很高的流漣性，從而使氣相白炭黑添加的環(huán)氧樹脂材料強(qiáng)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(huán)氧樹脂中，有利于拉成絲。由于氣相白炭黑的高流動(dòng)性和小尺寸效應(yīng)，使材料表面更加致密細(xì)潔，摩擦系數(shù)變小，加之納米顆粒的高強(qiáng)度，使材料的耐磨性大大增強(qiáng)。

3、抗老化性能。環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料使用過程中一個(gè)致命的弱點(diǎn)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(fù)合材料的破壞作用是十分嚴(yán)重的，高分子鏈的降解致使樹脂基復(fù)合材料迅速老化。而氣相白炭黑可以強(qiáng)烈地反射紫外線，加入到環(huán)氧樹脂中可大大減少紫外線對環(huán)氧樹脂的降解作用，從而達(dá)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(qiáng)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(chǎn)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(jìn)行改性，主要技術(shù)指標(biāo)（吸水率、絕緣電阻、壓縮殘余變形、撓曲強(qiáng)度等）均達(dá)到或超過工程塑料尼龍6的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了聚丙烯鐵道配件替代尼龍6使用，產(chǎn)品成本大幅下降，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分顯著。

涂料

我國是涂料生產(chǎn)和消費(fèi)大國，但當(dāng)前國產(chǎn)涂料普遍存在著性能方面的不足，諸如懸浮穩(wěn)定性差、觸變性差、耐候性差、耐洗刷性差等，致使每年需進(jìn)口大量高質(zhì)量的涂料。上海、北京、杭州、寧波等地的一些涂料生產(chǎn)企業(yè)敢于創(chuàng)新，成功地實(shí)現(xiàn)了氣相白炭黑在涂料中的應(yīng)用，這種納米改性涂料一改以往產(chǎn)品的不足，經(jīng)檢測其主要性能指標(biāo)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(shí)間由原來的250小時(shí)（粉化1級、變色2級）提高到600小時(shí)（無粉化，漆膜無變色，色差值4.8），此外涂膜與墻體結(jié)合強(qiáng)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(jī)顏（染）料雖具有鮮艷的色彩和很強(qiáng)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(jī)顏料。通過添加氣相白炭黑對有機(jī)顏（染）料進(jìn)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(diào)和飽和度等指標(biāo)也均出現(xiàn)一定程度的提高，性能可與進(jìn)口高檔產(chǎn)品相媲美，極大地拓寬了有機(jī)顏（染

抗結(jié)劑又稱抗結(jié)塊劑，是用來防止顆粒或粉狀食品聚集結(jié)塊，保持其松散或流動(dòng)狀態(tài)的食品添加劑。抗結(jié)劑顆粒細(xì)微、松散多孔、吸附力強(qiáng)、易吸附導(dǎo)致形成結(jié)塊的水分、油脂等，使食品保持粉末或顆粒狀態(tài)。我國允許使用的抗結(jié)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(jié)劑的基本特點(diǎn)是分散性好、表面積大、比容積高、顆粒細(xì)，有的具微孔性，可以吸附水分，從而防止食品勃結(jié)成塊。常用的抗結(jié)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(jié)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(fā)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(zhì)量278.22。

硅酸鋁鈣是無色三斜晶系結(jié)晶或白色略帶黃綠色易流動(dòng)的細(xì)粉，相對密度為2.765,不溶于水和乙醇。我國國標(biāo)規(guī)定硅酸鋁鈣為加工助劑。

硅酸鋁鈣的毒性:ADI不作特殊規(guī)定。一般可公認(rèn)為是安全的。

FAO/WHO規(guī)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(jié)劑合用，但不得有淀粉存在。美國食品與藥物管理局(FDA)規(guī)定硅酸鋁鈣不可用于食鹽。

白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結(jié)劑

白炭黑 、氣相白炭黑 、食品抗結(jié)劑