1.氣相二氧化硅的制備方法

気相シリカは、ハロゲンシラン（例えば、四塩化ケイ素、テフロン、メチル三塩化ケイ素など）によって水素、酸素炎に高溫の加水分解を行い、シリカ粒子を生成し、急に寒くなり、粒子が凝集、分離、脫酸などの後処理プロセスを経て製品を獲得します。

二十世紀(jì)の六十年代には、気相シリカは主に四塩化シリコンを原料として、生産プロセスはコントロールしやすいですが、生産コストは高いです。

有機(jī)シリコン単量體工業(yè)の発展に伴い，その副産物であるメチルトリクロロキシシランなどの処理問(wèn)題が，その発展を束縛するボトルネックとなった。

一般に、シリコン樹(shù)脂や防水塗料の製造に使われていますが、使用量は限られています。

そのため、新しい道が必要です。

年代には、有機(jī)シリコン単體の副産物またはこの副産物と四塩化シリコン混合物を原料に、気相シリカを調(diào)製するプロセスが開(kāi)発されました。このような生産プロセスはコストが低く、経済効果が良いです。

気相シリカの調(diào)製原理は以下の通りである。

SiCl 4+2 H 2+O 2__燃焼_＿Si 02+H 2 O+4 HCI

CH 3 SiCl 3+2 H 2+302___燃焼_＿Si 02+3 HCI+CO 2+2 H 2 O

気相シリカの新プロセスの出現(xiàn)は、気相シリカ工業(yè)の発展パターンを変え、気相シリカ工業(yè)と有機(jī)シリコン単體工業(yè)との関係をより密接にし、有機(jī)シリコン単體工業(yè)副産物の処理問(wèn)題を解決し、気相シリカ生産過(guò)程での副産物（塩酸）は有機(jī)シリコン単體合成作業(yè)場(chǎng)に戻り、単體の合成に用いられるが、生産の気相白炭黒製品は大半が有機(jī)シリコン製品のリサイクルに使われている。

そのため、気相シリカ生産企業(yè)の多くは大型の有機(jī)シリコン単體會(huì)社の近くに工場(chǎng)を設(shè)置し、両者は密接に協(xié)力して、相互に発展を促進(jìn)することを選択しています。

図1は気相シリカ工業(yè)と有機(jī)シリコン工業(yè)資源循環(huán)利用の概略図であり、図1は相互に密接に関連した有機(jī)シリコン會(huì)社と和気相シリカ會(huì)社であり、それらはいずれも互いに近くに工場(chǎng)を設(shè)け、相互に発展を促進(jìn)し、素晴らしい社會(huì)経済効果を収めている。

2.気相白炭黒シリコンゴム中の応用

2.1気相白炭黒の高溫硫化（HTV）シリコンゴムへの応用

気相白炭黒の使用は、有機(jī)シリコン材料と他の分野に分けられます。そのうち、有機(jī)シリコン材料の分野での使用量は、気相シリカの総使用量の60%近くを占めています。シリコンゴムは有機(jī)シリコン材料の中で最もガス相白炭を使用しています。添加量は50%以上に達(dá)することができます。

気相白炭黒はHvTシリコンゴムの中で主に補(bǔ)強(qiáng)作用を果たしています。シリコンゴムの分子鎖は非常に柔順で、チェーン間の力が弱いため、補(bǔ)強(qiáng)されていないシリコンゴムの強(qiáng)度は非常に低いです。実用価値がないので、補(bǔ)強(qiáng)してから使えます。

2.1.1気相白炭黒がHTvシリコンゴムの機(jī)械的性質(zhì)に及ぼす影響

HTvシリコンゴムに対する気相白炭黒の補(bǔ)強(qiáng)作用は、その粒徑、表面積、構(gòu)造性の影響を受け、通常は粒徑が小さいほど、表面積より大きく、構(gòu)造性が高いほど、補(bǔ)強(qiáng)効果が高く、硫化ゴムの強(qiáng)度、硬さが高いです。

また、気相白炭黒の使用量とゴムマトリックス中の分散狀況は硫化ゴムの性能に大きな影響を與え、図2は硫化ゴムの引張強(qiáng)度に対する気相白炭黒の使用量の影響を示している。

図から分かるように、ガス相の白炭の黒い量が増加するにつれて、硫化ゴムの強(qiáng)度が増大し、一般的に35－50部の使用量でピークに達(dá)することができる。

気相シリカ表面の自由光基はシリコンゴム分子と物理的または化學(xué)的結(jié)合を形成し、シリカ表面にシリコンゴム分子吸著層を形成し、気相シリカとシリコンゴム分子を一體化した三次元ネットワーク構(gòu)造を構(gòu)成し、シリコンゴム分子鎖の変形を効果的に制限し、補(bǔ)強(qiáng)作用を果たしたという説明が認(rèn)められた。

硫化ゴムの引張強(qiáng)度の変化狀況は引張強(qiáng)度と似ており、いずれも気相白炭黒の補(bǔ)強(qiáng)性能の向上に伴って増大し、気相白炭黒用量の増加に伴って最初に増大し、ピークに達(dá)した後に少し下がる。

2.1.2気相白炭黒がHTVシリコンドングリの加工性能に及ぼす影響

HTVシリコンゴムの加工性能に対する気相シリカの影響は、構(gòu)造化程度（△Crepe）で表されるのが一般的であり、△Crepeは、室溫で混合製剤を用いて28 dを保存した後の可塑性（p 28）と混練が完了した直後に測(cè)定される可塑性（P）である。

）の差（図3を參照してください。ゴムの可塑性は気相白炭黒の用量、表面特性、構(gòu)造性に関係しています。

構(gòu)造化の原因は，気相シリカの表面シリコンライト基がシリコンゴム中の酸素原子と水素結(jié)合を形成し，シリカ表面吸著シリコンゴム分子鎖を形成したことによるもので，時(shí)間が経つにつれて，その流動(dòng)性が低下し，接著剤が硬くなり，加工性能に影響を與えた。

従って、加工中に構(gòu)造化制御剤または表面処理剤を添加する必要があります。また、表面に処理された気相白炭黒、構(gòu)造化制御剤の添加及び気相シリカの表面処理は、構(gòu)造化制御剤または表面処理剤によるシリカ表面のシリコン光基反応を選択することにより、表面軽基の數(shù)を減少させ、シリコンゴムとの水素結(jié)合の形成量を減少させ、混錬時(shí)間を短縮させ、可塑性を増大させ、構(gòu)造化の目的とし、構(gòu)造化効果を向上させます。

2.2気相白炭黒の室溫硫化（RTV）シリコンゴムへの応用

室溫硫化（RTV）シリコンゴムは、製品形態(tài)においては、単成分（RTV 1 l）と二成分（RTV 1 2）の2つに分類され、硫化機(jī)構(gòu)からは縮合型と加成型の2つのシステムに分類される。

異なった形態(tài)の室溫硫化シリコンゴムは、充塡剤で補(bǔ)強(qiáng)しなければ実用的な価値がありません。

現(xiàn)在、気相白炭黒は最も多く使われています。また、最も効果的なRTVシリコーンゴムの充填剤です。

RTvシリコンゴムは一般的に注入、嵌縫、涂り戻しなどの密封材料として利用できるため、硫化前の粘度と流動(dòng)性を保つために、気相白炭黒の添加量は高溫硫化シリコンゴムよりもはるかに少ないです。

2.2.1気相白炭黒がRTvシリコンゴムの機(jī)械的性質(zhì)に及ぼす影響

気相白炭黒はRTvシリコンゴムの非常に効果的な充填剤であり、その強(qiáng)度を著しく向上させることができる。

一方，気相シリカ粒子の小さいサイズ効果と大きな比表面積のためである。一方，その表面には多くのシリコンライト基が含まれており，粒子は水素結(jié)合とファンデーション力の作用によってネットワーク構(gòu)造を形成することができ，同時(shí)にシリカ粒子はポリシロキサン分子と強(qiáng)い相互作用を及ぼし，界面狀況を改善した。

図4は、RTVシリコンゴムの引張強(qiáng)度と邵爾A硬度に対するガス相白炭の黒使用量の影響（気相シリカの比表面積は153 m 2/g）であり、図5は、RTvシリコンゴムの剝離強(qiáng)度に対するガス相シリカの比表面積の影響であり、図6は、RTvシリコンゴムの引裂き強(qiáng)さに対する気相白炭黒の使用量の影響である。

RTVシリコーンゴムの引張強(qiáng)度、硬さ、引裂き強(qiáng)度は、ガス相の白炭の使用量が増加するにつれて、同じ用量でRTVシリコーンゴムの剝離強(qiáng)度は表面積の増加とともに増加します。

これは主に気相の白炭の黒使用量が増加するにつれて、接著剤システム全體に比較的完全なネットワークが形成され、シリコンゴム分子鎖の運(yùn)動(dòng)を効果的に制限することができ、これによって補(bǔ)強(qiáng)効果があるからです。

比表面積が増加すると，シリカの粒徑が減少し，シリカとシリコンゴム分子の界面作用が増強(qiáng)され，従って剝離強(qiáng)度が向上した。

2.2.2気相白炭黒添加量がRTvシリコンゴムのレオロジー性能に及ぼす影響

気相シリカ凝集體は立體分枝構(gòu)造を含み，分散系に相互作用するネットワークを形成できる。

この特性を利用して、気相の白炭の黒は密閉ゴムの領(lǐng)域で増粘剤と接觸剤として使用できます。粘度を増加させて、ゴムの自由な流動(dòng)を保証します。

【図7】RTvシリコンゴムのレオロジー性能に及ぼす気相シリカの影響を示す図である。

図からわかるように、表面積が200 m 2/g未満の場(chǎng)合、気相シリカが表面積より大きくなるにつれて、RTvシリコンゴムの押出率は200 m 2/gまで低下し、一方、気相白炭の使用量が増加するにつれて、RTvシリコンゴムの降伏値が高くなる。

気相シリカの増粘とフリップ機(jī)構(gòu)は主に表面シリコンの軽水素結(jié)合の相互作用である。

ポリシロキサン中で分散した後、異なる粒子間でその表面のシリコンライトによって水素結(jié)合作用が発生し、シリカネットワークを形成し、システムの流動(dòng)性が制限され、粘度が高くなり、どろどろつきを増す作用がある。剪斷力の作用を受けると、シリカ網(wǎng)絡(luò)が破壊され、體系的な粘度の低下を招き、フリップ効果が発生するので、施工に有利である。

剪斷力が消えると，水素結(jié)合が再形成され，またシリカネットワークが回復(fù)し，RTvシリコンゴムゴムゴムゴム接著體系の粘度も次第に回復(fù)し，硫化過(guò)程での接著剤の流れを効果的に防止した。

系の流れ防止特性は材料の使用時(shí)にせん斷された後の降伏値とネットワーク還元率と密接に関係している。

実際の応用では，降伏値が高いほど，接著剤の流れ防止性能が良い。

理想的な接著剤は高い降伏値と高いせん斷希釈指數(shù)と速い還元率を持つべきである。

2.2.3気相白炭黒の分散がRTvシリコンゴムの性能に及ぼす影響

RTvシリコーンゴムにガス相白炭を添加する場(chǎng)合は，ポリマーにおけるその分散度に注目しなければならない。

図10は、気相白炭黒の使用量が混練時(shí)間に及ぼす影響である。

図から分かるように、気相白炭黒の使用量と表面積の増加に伴い、混練時(shí)間が長(zhǎng)くなる。

気相白炭黒の系における分散度はRTvシリコンゴムの性能に非常に大きな影響を與え，分散過(guò)程が停止した後，最適分散狀態(tài)に達(dá)した気相シリカはシステム中に完全なネットワークを形成し，高粘度と優(yōu)れた接觸特性を有する。

接著剤がせん斷力の作用を受けると粘度が大幅に低下し、一定の流動(dòng)性を示し、せん斷力が解除されると粘度は急速に回復(fù)する。分散が足りないか、過(guò)度に分散すると、いずれも部分的な気相シリカネットワークを形成するだけで、より低い粘度と弱い接觸特性をもたらす。

透明な接著剤システムでは、透明度が高いほど、白炭黒の分散度が良いことを示しています。

同じ分散條件では，接著剤の透明度は表面積の増加と共に増加した。

    3.結(jié)束語(yǔ)

以上のように、気相白炭黒はシリコンゴムに不可欠な補(bǔ)強(qiáng)材料であり、初期は主に軍工分野に用いられていました?，F(xiàn)在は他の工業(yè)部門(mén)に多く使われています。その獨(dú)特の性能のため、塗料、インク、醫(yī)薬品、農(nóng)業(yè)、食品、紙、電子、化粧品及び化學(xué)機(jī)械研磨（cMP）などの業(yè)界で広く応用されています。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)のガス相の白炭ブラック市場(chǎng)のシェアはほとんど海外の會(huì)社に占められています。國(guó)內(nèi)生産企業(yè)の総生産量は1500 t/年未満で、市場(chǎng)の需要を満たすことができないので、発展しています。