亲水性和疏水性是描述物质与水分子之间相互作用的关键性质,通俗理解:亲水 = “爱水” → 物质主动拥抱水分子(如纸巾吸水、食盐溶解、棉布浸湿。)。疏水 = “恐水” → 物质躲避水分子(如荷叶上的水珠滚动,防水涂层(雨衣、不粘锅),油脂在水中分离形成油滴。)。在化学、生物学、材料科学和日常生活中都有广泛应用。
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,主要包括沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶。
一、根据白炭黑表面性质可分为亲水性和疏水性两大类1、亲水性白炭黑:表面保留大量羟基(-OH)等极性基团,能通过氢键与水分子结合,表现出强烈的亲水性。2、疏水性白炭黑:通过化学改性(如硅烷化处理)在表面引入疏水基团(如氟碳链或烷基),降低表面能,排斥水分子。3、特性差异
4、、分散性与相容性
①
亲水性白炭黑:易分散于极性溶剂(水、乙醇等)。用于水性体系(如涂料、牙膏)时提供均匀增稠。②
疏水性白炭黑:易分散于
非极性溶剂(油、有机硅等)。用于油性体系(如橡胶、密封胶)可避免结块。5、、吸油值疏水性白炭黑:具有更高的吸油值,能吸附更多油性物质。亲水性白炭黑:吸油值相对较低,但吸水能力更强。
二、工艺区别
三、行业应用1、涂料工业应用①亲水性白炭黑水性涂料增稠剂:通过氢键作用形成三维网络结构,调节涂料流变性能。分散稳定剂:防止颜料沉降,提高涂料储存稳定性消光剂:用于需要哑光效果的墙面涂料和木器漆建筑涂料:提高耐擦洗性和耐候性②疏水性白炭黑防水涂料:用于建筑外墙防水、地下室防潮处理耐候涂料:提高抗紫外线老化性能,延长户外使用寿命工业防腐涂料:增强对化学介质的抵抗能力自清洁涂层:利用超疏水特性实现表面自清洁2、橡胶工业应用①亲水性白炭黑普通橡胶制品:如鞋底、密封圈等,提供补强效果混炼工艺:作为加工助剂改善橡胶加工性能低成本应用:对耐水性要求不高的橡胶产品②疏水性白炭黑高性能轮胎:显著提高湿地抓地力和降低滚动阻力硅橡胶制品:增强力学性能和耐老化性特种橡胶:用于耐油、耐化学腐蚀的密封材料减震制品:提高动态性能和耐久性3、日化与医药领域①亲水性白炭黑牙膏摩擦剂:温和清洁牙齿表面化妆品填充剂:改善粉体流动性和肤感药物载体:控制药物释放速率片剂崩解剂:促进药片快速溶解②疏水性白炭黑彩妆产品:提高防水防汗性能粉底液:控制油脂分泌,延长持妆时间防晒产品:增强SPF值且抗水抗汗个人护理:用于止汗剂等需要防水功能的产品4、环境治理应用①亲水性白炭黑废水处理:吸附重金属离子和有机污染物空气净化:作为过滤材料捕获细颗粒物土壤修复:固定污染物质防止迁移②疏水性白炭黑油污处理:选择性吸附油类物质油水分离:用于海上溢油事故处理防雾材料:用于玻璃表面防止结雾5、电子与高科技领域①亲水性白炭黑绝缘材料:提高介电强度和耐电弧性光纤涂层:保护光纤免受环境影响电子封装:用于一般电子元器件的封装保护②疏水性白炭黑高频电子材料:降低介电损耗
精密电子:用于高可靠性电子产品的密封5G材料:满足高频应用的特殊要求传感器:提高环境稳定性6、其他特殊应用①亲水性白炭黑3D打印材料:改善光固化树脂的流平性造纸工业:作为纸张增强剂和填料农业:农药载体和缓释剂② 疏水性白炭黑防冰涂层:用于飞机、风电叶片等防冰保护自清洁材料:建筑玻璃、汽车玻璃等能源领域:用于锂离子电池隔膜涂层
白炭黑行业作为重要的无机非金属材料行业之一在国内外市场上均表现出强劲的发展势头。未来随着市场需求的持续增长和技术创新的推动白炭黑行业将继续保持稳健增长并朝着高端化、多元化、智能化的方向发展。