1.2.2  白炭黑

（1） 成分及其物理性质

白炭黑是X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，呈白色粉末状，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、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。白炭黑为多孔性物质，其组成可表示为SiO2·nH2O，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。白炭黑不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外），但能溶于苛性碱和氢氟酸且耐高温、不燃、无、无嗅，并且具有很好的电绝缘性[19]。

（2） 白炭黑的制备方法

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。（1）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（粒径小于100nm），无毒，有巨大的比表面积。气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度很高可达99%，粒径可达10~20nm，但其制备工艺复杂，价格昂贵；（2）沉淀法白炭黑又分为特殊沉淀法白炭黑和传统沉淀法白炭黑，前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，后者是指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅。沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等；气相白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂、涂料和不饱和树脂增稠剂；超细二氧化硅凝胶和气凝胶主要用作涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等[8]-[10]。

1.2.3  CSDPF简介

炭黑-白炭黑双相填充剂是用卡博特公司开发的独特技术生产的，氧和氢是其主要成分，而这种新型填充剂由炭黑相和分散在炭黑相中的白炭黑相构成。其主要特点是提高了烃类弹性体中橡胶与填充剂的相互作用，降低了填充剂与填充剂的相互作用，该填充剂可改善胶料的物理机械性能（拉伸性能、断裂伸长率、撕裂强度及耐磨耗性能）。

市场上销售的炭黑-白炭黑双相填充剂(CSDPF)有以ECOBLACKTM、CRXTM2XXX命名的系列商品，另外还有CSDPF2000系列和CSDPF4000系列产品。CSDPF2000与4000的不同之处在于白炭黑表面覆盖率白、炭黑的分布和硅含量。CSDPF4000具有比CSDPF2000更高的白炭黑表面覆盖率和硅含量。 与传统炭黑和白炭黑相比，当与烃类聚合物混合时，CSDPF2000和4000均具有更高的填充剂-聚合物相互作用和更低的填充剂-填充剂相互作用。此处可以用“佩恩效应(Payne Effect)”。来加以解释。

1.2.4  CDPDF在橡胶中的研究进展

在相当长的时间里，卡博特公司花了很长时间来研发能提高耐磨性与滚动阻力综合平衡性能的功能性炭黑以为了更加适应轮胎工业的需求。这些功能性炭黑包括不同官能团进行化学改性的炭黑和碳-金属氧化物多相复合物。在这些新材料中，炭黑-白炭黑双相填剂（CSDPF）已经以多种系列的商品名在市场上销售，。

李汉堂[19]在所译的报告中介绍了两种双相填充剂：CSDPF2000和4000，并评估了他们在轮胎胎面胶中的应用。在报告中，他指出白炭黑表面覆盖率是双相填充剂不同之处。其中，CSDPF4000系列产品的白炭黑表面覆盖率相对较高。可能原因是白炭黑分布于聚集体之间：CSDPF2000中的白炭黑相均匀分散于聚集体，而CSDPF4000中的白炭黑仅停留在聚集体的表面，形成壳层。在橡胶中，胶料的耐磨性可以受多方面因素的影响，这篇文章中作者主要是从聚合物—填充剂的相互影响来分析双相粒子对橡胶胎面的和方面影响。文献综述

Patterson W J[17]等在炭黑—白炭黑双相填充剂的研究报告中指出在轮胎生产工艺中，ECOBLACK填充剂是一种独特的橡胶补强填充剂。通过对填充剂和由二者不同配比的研究，证实了ECOBLACK填充剂优于传统填充剂。ECOBLACK填充剂可以提供相当的耐磨性、优异的高弹性以及表现为低温下高或相等tan a和高温下tan a的滞后损失的显著改善，这两点与传统炭黑相比对于轮胎生产尤具吸引力。比较不同品级的填充剂可以看出，在只需要少量的偶联剂情况下，CRX2000的整体各项性能均能够比较平衡。