扫描电子显微镜在沉淀法白炭黑研究中的应用现状与展望
2021-07-23于方琪毛善兵
橡胶工业 2021年3期
于方琪,孔 勇,毛善兵*
(1.确成硅化学股份有限公司,江苏 无锡 214196;2.南京工业大学,江苏 南京 211816)
沉淀法白炭黑又称沉淀法二氧化硅或沉淀法水合二氧化硅。沉淀法白炭黑的基本粒子呈圆球形,由沉淀反应制备而成,基本粒子之间靠物理和化学作用力形成聚集体。聚集体是白炭黑在橡胶中存在的最小结构单元,受热和机械力的作用,一般不可以再继续分割。沉淀法白炭黑的聚集体结构是影响其使用性能的关键因素,因此准确表征沉淀法白炭黑的聚集体结构意义重大。沉淀法白炭黑微观结构的表征通常采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附比表面积仪、氮吸附孔结构分析仪、压汞仪、光学显微镜、透射电子显微镜(简称透射电镜)和扫描电子显微镜(简称扫描电镜)等仪器。CTAB吸附比表面积仪、氮吸附孔结构分析仪和压汞仪一般用于沉淀法白炭黑孔结构的分析,其中CTAB吸附比表面积仪主要通过CTAB分子吸附比表面积来评估橡胶及塑料等高分子材料补强用沉淀法白炭黑的性能;氮吸附孔结构分析仪可得到沉淀法白炭黑的比表面积、纳米孔体积和纳米孔径分布等孔结构参数,但无法测试100 nm以上的大孔;压汞仪通过不同压力下汞渗透量计算沉淀法白炭黑的孔体积及孔径分布,但无法测试3 nm以下的孔。光学显微镜的价格低,样品观测方便和直观,但分辨率低,只能用于沉淀法白炭黑宏观形貌的观测。透射电镜的分辨率较高,但图像立体感差,价格昂贵,需要专业人员操作,且不能准确还原沉淀法白炭黑的三维形貌。……
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