पांच प्रमुख सतह संशोधन विधियों और विशेषताओं कीसफेद कार्बन ब्लैक
वर्तमान में, सफेद कार्बन ब्लैक का औद्योगिक उत्पादन मुख्य रूप से वर्षा विधि द्वारा होता है। उत्पादित सफेद कार्बन ब्लैक में इसकी सतह पर बड़ी संख्या में ध्रुवीय समूह जैसे हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, जो पानी के अणुओं के आसान सोखना, खराब फैलाव और आसान माध्यमिक एकत्रीकरण जैसी समस्याओं की ओर जाता है, इस प्रकार सफेद कार्बन ब्लैक के औद्योगिक अनुप्रयोग प्रभाव को प्रभावित करता है। . इसलिए, अपने औद्योगिक अनुप्रयोग प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए औद्योगिक अनुप्रयोग से पहले सफेद कार्बन ब्लैक की सतह को संशोधित करने की आवश्यकता है।
वर्तमान में, रसायनसफेद कार्बन ब्लैक की सतह संशोधनमुख्य रूप से सतह ग्राफ्टिंग संशोधन, युग्मन एजेंट संशोधन, आयनिक तरल संशोधन, मैक्रोमोलेक्युलर इंटरफ़ेस संशोधन और सम्मिश्रण संशोधन शामिल हैं। यद्यपि प्रत्येक संशोधन प्रक्रिया के अपने फायदे और विशेषताएं हैं, वर्तमान औद्योगिक अनुप्रयोग मुख्य रूप से युग्मन एजेंट संशोधन पर आधारित है।
1. सिलिका का भूतल ग्राफ्टिंग संशोधन
सतह ग्राफ्टिंग संशोधन विधि का सिद्धांत रासायनिक ग्राफ्टिंग विधि द्वारा सफेद कार्बन ब्लैक की सतह पर मैट्रिक्स पॉलिमर (जैसे रबर) के समान गुणों वाले मैक्रोमोलेक्यूलर पॉलिमर को ग्राफ्ट करना है। एक ओर, यह कणों और मैट्रिक्स के बीच बल को बढ़ा सकता है और कण की सतह की ध्रुवीयता को बदल सकता है, दूसरी ओर, यह स्वयं सफेद कार्बन ब्लैक के फैलाव में भी सुधार कर सकता है।
यह छोटे आणविक भार वाले पॉलिमर को ग्राफ्ट करने के लिए उपयुक्त है, और उच्च आणविक भार वाले पॉलिमर को ग्राफ्ट करने की स्थिति कठोर है।
2. सिलिका कपलिंग एजेंट का संशोधन
युग्मन एजेंट संशोधन का सिद्धांत सफेद कार्बन ब्लैक की सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए युग्मन एजेंट पर कुछ कार्यात्मक समूहों का उपयोग करना है, ताकि अनुकूलता में सुधार के लिए सफेद कार्बन ब्लैक की सतह पर समूहों की संरचना और वितरण को बदला जा सके। मैट्रिक्स और इसके फैलाव के साथ। युग्मन एजेंट संशोधन अपने अच्छे संशोधन प्रभाव और प्रतिक्रिया की उच्च नियंत्रणीयता के कारण सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले संशोधन विधियों में से एक है।
वर्तमान में, सिलेन कपलिंग एजेंट, सिलोक्सेन कपलिंग एजेंट और सिलज़ेन कपलिंग एजेंट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। व्यावहारिक अनुप्रयोग में, युग्मन एजेंट संशोधन की मुख्य प्रक्रिया को चार चरणों में विभाजित किया गया है: मिश्रित प्रतिक्रिया, शीतलन पृथक्करण, बार-बार धुलाई और वर्षा।
3. आयनिक तरल द्वारा सफेद कार्बन ब्लैक का संशोधन
आयनिक तरल पदार्थ, जिसे कमरे के तापमान आयनिक तरल पदार्थ के रूप में भी जाना जाता है, कार्बनिक पिंजरों और कार्बनिक या अकार्बनिक आयनों से बना पिघला हुआ नमक होता है जो 100 डिग्री से नीचे तरल होता है। आयनिक तरल संशोधक के साथ पारंपरिक कार्बनिक चरण संशोधक को बदलकर सफेद कार्बन ब्लैक को संशोधित करने के लिए आयनिक तरल का उपयोग किया जाता है। पारंपरिक कार्बनिक चरण संशोधक की तुलना में, आयनिक तरल में कमरे के तापमान, मजबूत चालकता, उच्च स्थिरता और अच्छी घुलनशीलता पर तरल होने के फायदे हैं, और यह प्रदूषण पैदा करने के लिए अस्थिर और आसान नहीं है, जो हरित उत्पादन की आवश्यकताओं के अनुरूप अधिक है , लेकिन संशोधन प्रभाव खराब है।
आयनिक तरल संशोधन प्रक्रिया अपेक्षाकृत सरल है। सफेद कार्बन ब्लैक और आयनिक तरल की मिश्रित प्रणाली में एक निश्चित मात्रा में निरपेक्ष इथेनॉल मिलाया जाता है, और फिर इसे प्रतिक्रिया के लिए थर्मोस्टेटिक पानी के स्नान में डाल दिया जाता है। प्रतिक्रिया पर्याप्त होने के बाद, संशोधित सफेद कार्बन ब्लैक को सुखाकर प्राप्त किया जा सकता है।
4. सिलिका मैक्रोमोलेक्यूल्स का इंटरफ़ेस संशोधन
मैक्रोमोलेक्युलर इंटरफ़ेस संशोधन के लिए उपयोग किया जाने वाला संशोधक एक मैक्रोमोलेक्युलर पॉलीमर है जिसमें ध्रुवीय समूह होते हैं। सफेद कार्बन ब्लैक कणों के साथ संशोधन प्रतिक्रिया के दौरान, मैक्रोमोलेक्यूलर इंटरफ़ेस संशोधक की मुख्य श्रृंखला अधिक ध्रुवीय एपॉक्सी समूहों को पेश करते हुए बुनियादी मुख्य श्रृंखला संरचना को बनाए रख सकती है, ताकि सफेद कार्बन ब्लैक कणों और मैट्रिक्स के बीच संगतता में सुधार हो सके और एक बेहतर इंटरफ़ेस प्राप्त किया जा सके। संशोधन प्रभाव। मैट्रिक्स को सुदृढ़ करने के लिए युग्मन एजेंट के साथ विधि का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन अकेले उपयोग किए जाने पर सुदृढीकरण प्रभाव कम होता है।
5. सफेद कार्बन ब्लैक का सम्मिश्रण संशोधन
सम्मिश्रण संशोधन सफेद कार्बन ब्लैक और अन्य सामग्रियों के लाभों को मिलाकर रबर उत्पादों के समग्र प्रदर्शन में सुधार करना है। यह विधि मैट्रिक्स के व्यापक प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए दो संशोधक के लाभों को जोड़ सकती है, लेकिन संशोधन प्रभाव संशोधक के अनुपात से निकटता से संबंधित है।
उदाहरण के लिए, कार्बन ब्लैक और व्हाइट कार्बन ब्लैक दोनों ही रबर उद्योग में अच्छे रीइन्फोर्सिंग एजेंट हैं, जिनमें से कार्बन ब्लैक रबर उद्योग में सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले रीइन्फोर्सिंग एजेंटों में से एक है। कार्बन ब्लैक की विशेष संरचना रबर सामग्री की तन्यता और आंसू शक्ति को बढ़ा सकती है और उनके पहनने के प्रतिरोध, ठंड प्रतिरोध और अन्य गुणों में सुधार कर सकती है; एक मजबूत करने वाले एजेंट के रूप में, सफेद कार्बन ब्लैक रबर उत्पादों के रोलिंग प्रतिरोध और गीले स्किड प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है, लेकिन इसका उपयोग अकेले कार्बन ब्लैक जितना प्रभावी नहीं है। बहुत सारे शोध से पता चलता है कि मजबूत करने वाले एजेंट के रूप में कार्बन ब्लैक और व्हाइट कार्बन ब्लैक का संयोजन रबर उत्पादों के समग्र प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उनके लाभों को जोड़ सकता है।