白炭黑的功能化是通过物理、化学等手段对其表面进行改性或修饰，赋予其原本不具备的特性，以满足不同应用场景的需求，核心在于改善表面性能、增强与基体材料的相容性及拓展功能范围。

一、表面改性功能化

1.硅烷偶联剂改性：是最常用的改性方法之一。硅烷偶联剂分子一端含有能与白炭黑表面羟基发生反应的基团（如烷氧基），另一端则含有能与有机基体（如橡胶、塑料）发生化学反应或物理结合的基团（如氨基、环氧基、巯基等）。

采用氨基硅烷偶联剂（如 KH-550）对沉淀法白炭黑进行改性时，硅烷偶联剂的烷氧基与白炭黑表面羟基反应形成共价键，氨基则可与橡胶分子链发生作用，显著提升白炭黑在橡胶中的分散性，增强橡胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能，同时降低橡胶的滚动阻力，常用于轮胎橡胶的补强。

2.表面活性剂改性：利用表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇等）的两亲性，通过物理吸附或化学作用吸附在白炭黑表面。表面活性剂的亲水基团与白炭黑表面羟基结合，疏水基团则向外伸展，改变白炭黑表面的亲水性为疏水性，减少白炭黑颗粒间的团聚，改善其在有机体系中的分散性。

在涂料体系中，添加经表面活性剂改性的白炭黑，可有效防止涂料分层、沉降，提升涂料的储存稳定性和施工性能。农化领域中，50% 草铵膦可溶粒剂配方中添加 3% 十二烷基苯磺酸钠改性的白炭黑，可使药剂崩解时间从 185 秒缩短至 118 秒，同时提升成粒性。

二、接枝聚合功能化

通过化学方法在白炭黑表面接枝聚合有机聚合物链，使白炭黑兼具无机材料的稳定性和有机聚合物的柔韧性、相容性。

以过氧化物为引发剂，将甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体接枝到白炭黑表面，形成白炭黑 / 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合粒子。该复合粒子在 PMMA 塑料基体中具有极佳的相容性，不仅能提升塑料的刚性和耐热性，还能改善其加工流动性，可用于高性能塑料制品的制备。新能源领域中，通过原子转移自由基聚合（ATRP）在白炭黑表面接枝 PMMA 链，可改善其与锂电池隔膜树脂的相容性，解决分散性差的技术瓶颈。

三、复合功能化

将白炭黑与其他功能性材料（如金属氧化物、纳米碳材料等）复合，赋予其新的功能。

将白炭黑与纳米二氧化钛（TiO₂）复合，利用白炭黑的高比表面积和吸附性能，负载 TiO₂粒子，制备出具有光催化性能的复合白炭黑。这种复合白炭黑可用于空气净化材料，在光照条件下能有效降解空气中的甲醛、苯等有害气体；

与石墨烯复合则可制备导电白炭黑，添加到橡胶中可赋予橡胶导电性能，用于防静电轮胎、导电输送带等产品。

光伏领域中，白炭黑与环氧树脂复合后填充光伏胶膜，可使胶膜黄变指数（YI）降低 40%，寿命延长至 30 年。

在全球制造业向低碳化、高端化转型的浪潮中，白炭黑已从传统工业填料升级为关键功能材料。通过精准的表面功能化改性调控，其性能边界不断突破，在绿色轮胎、新能源、高端制造等领域展现出不可替代的价值。

SiO2（白炭黑）产业发展 · 目录 上一篇白炭黑湿法改性技术应用前景 素材来源官方媒体/网络新闻 阅读 6