【炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】8 月 12 日消息，在白炭黑的相關(guān)研究與應(yīng)用中，原生粒徑和二次粒徑是描述其粒子結(jié)構(gòu)的兩個(gè)核心概念。對(duì)于沉淀法白炭黑而言，這兩種粒徑在形成機(jī)制、穩(wěn)定性、尺寸范圍以及對(duì)下游產(chǎn)品性能的影響上，都存在著顯著的區(qū)別。

從定義與形成機(jī)制來看，原生粒徑指的是白炭黑在合成反應(yīng)(例如硅酸鈉與酸的反應(yīng))中最初形成的、獨(dú)立的基本粒子尺寸。這些粒子是通過化學(xué)反應(yīng)直接生成的，堪稱白炭黑結(jié)構(gòu)的 “最小單元”，它們通常借助共價(jià)鍵(像 Si-O-Si 鍵)形成穩(wěn)定的晶體或無定形結(jié)構(gòu)。而二次粒徑則是原生粒子因表面能較高，通過物理或化學(xué)作用團(tuán)聚形成的更大結(jié)構(gòu)的尺寸。依據(jù)團(tuán)聚強(qiáng)度和穩(wěn)定性，二次粒徑又可細(xì)分為聚集體和附聚體。其中，聚集體是原生粒子通過不可逆的化學(xué)鍵(如 Si-O-Si 鍵)緊密結(jié)合形成的團(tuán)聚體，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，很難通過機(jī)械分散的方式被打散;附聚體則是聚集體或原生粒子通過可逆的物理作用力(如范德華力、氫鍵)松散結(jié)合形成的團(tuán)聚體，在加工過程中(比如攪拌、研磨)能夠被部分打散。

據(jù)炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)了解，在尺寸范圍方面，原生粒徑處于納米級(jí)，通常在 5-100nm 之間，具體的數(shù)值由合成工藝(如反應(yīng)溫度、pH 值、反應(yīng)物濃度等)決定。二次粒徑的范圍則有所不同，聚集體粒徑一般在幾百納米到幾微米(如 0.1-10μm);附聚體粒徑則在幾微米到幾十微米，甚至可能更大(如 10-100μm)，且受干燥、儲(chǔ)存及分散工藝的影響較為顯著。

原生粒徑和二次粒徑的差異，對(duì)下游產(chǎn)品性能有著重要影響。原生粒徑較小的白炭黑，因其比表面積大，在與橡膠等材料混合時(shí)，能更好地發(fā)揮補(bǔ)強(qiáng)作用，提升產(chǎn)品的力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等。而二次粒徑的大小及分布則會(huì)影響白炭黑在下游產(chǎn)品中的分散性，若二次粒徑過大且分布不均，可能導(dǎo)致材料性能波動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。例如在輪胎制造中，白炭黑的分散性直接關(guān)系到輪胎的耐磨性、抗?jié)窕缘汝P(guān)鍵性能，合適的粒徑分布能幫助輪胎在行駛過程中表現(xiàn)更優(yōu)異。