气相法白炭黑和沉淀法白炭黑的区别
白炭黑是白色无定形粉末状硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相法白炭黑、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑（学名：气相二氧化硅）。
气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子，无毒，有巨大的比表面积（100~400m2/g）。气相法白炭黑全部是纳米级二氧化硅，产品纯度达到99.8％以上，原生粒径为10~40nm；沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以酸（硫酸、盐酸等）、CO2与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅。


1.白炭黑生产方法


制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都较高。新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本。


1.1气相法


主要为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。反应式为：


SiCl4＋ 2H2＋ O2—>SiO2＋4HCl


空气和氢气分别经过干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化后，与一定量的氢和氧（或空气）在高温下进行水解；此时生成的气相法白炭黑颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用热空气或辅助水蒸汽吹洗气相法白炭黑至pH值为3.6以上即为成品。


1.2沉淀法


沉淀法又叫硅酸钠酸化法，采用水玻璃溶液与酸反应，经沉淀、过滤、洗涤、干燥和煅烧而得到白炭黑。反应式为：


Na2SiO3 + 2H+ —> 白炭黑 + 2Na+ + H20


白炭黑是橡胶工业上不可缺少的补强材料，广泛用于轮胎、橡胶制品、树脂、涂料、油墨、农药、造纸、制药等工业领域。目前我国90%以上的白炭黑用于橡胶行业，其中60%用于制鞋业。


2.气相法白炭黑和沉淀法白炭黑的比较


2.1气相法白炭黑和沉淀法白炭黑结构上的区别


气相法白炭黑既不是经过简单粉碎，也不是经过特殊干燥而生产出来的。在任何情况下，最小的粒子就是原生粒子，但它或多或少都会发生团聚的现象（因其表面存在有大量的硅羟基），特殊的表面是它最重要的性质。二氧化硅凝胶体具有极大的内表面积，这是它具有极强吸附能力的原因。相比之下气相法白炭黑的原生粒子是经过火焰水解出来的，它只具有外表面积。这也解释了为什么许多体系和气相法白炭黑结合以后，它们的流变性得到了大大的改善，例如气相法白炭黑在粉末涂料中的应用。表1给出了气相法白炭黑粒子的粒径。
2.2气相法白炭黑和沉淀法白炭黑硅羟基数目上的区别


白炭黑干燥减量的差别对产品特性和产品应用性能有很大的影响。白炭黑干燥减量要求越低越好，例如，干燥减量越低，则用来做电缆的硅橡胶的绝缘性就越好。干燥减量低，能增加加入了白炭黑单组分的粘合剂和密封剂在存储期间的稳定性。其实白炭黑之间最主要的不同就在于它们的硅羟基数不一样（也就是SiOH/nm2）。亲水型气相法白炭黑的硅羟基数量在2到3之间，相比之下沉淀法白炭黑的硅羟基含量在6左右，经过表面改性的白炭黑（疏水型白炭黑）的硅羟基含量在1以下。


2.3气相法白炭黑和沉淀法白炭黑硅纯度上的区别


白炭黑在纯度上的不同也是值得注意的。就阴离子来说，气相法白炭黑只含有微量的氯离子和金属氧化物杂质。而沉淀法白炭黑的阴离子包括有酸根离子、碱性离子和碱土金属离子（大约1000ppm）。工艺技术的差异导致产品纯度的不一样。