化产设计报告.docx

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1、17WUHANUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY化学产品设计书设计名称：复合工艺对沉淀法白炭黑改性班级:1xxxxxxxx姓名：xxx学号：xxxxxxx日期：2015年5月10日目录一、白炭黑产品背景41.1白炭黑解析4171.1白炭黑用途41.2.1白炭黑在橡胶中应用41.2.2白炭黑在医药中应用41.2.3白炭黑在农药中应用41.2.4白炭黑在造纸中应用41.2.5白炭黑在牙膏中应用51.2.6白炭黑在油漆中应用51.2白炭黑改性技术发展51.3.1白炭黑结构51.3.2表面改性的机理及目的61.3.3表面改性方法61

2、.3.3.1干法61.3.3.2湿法61.3.3.3离子液体改性法61.3白炭黑市场分析61.4.1国内产能情况71.4.2白炭黑消费情况71.4.3白黑市场价格71.4国内白炭黑改性存在问题7二、产品需求方案82.1用户需求82.2用户需求分类92.3用户需求分析小结92.4改性白炭黑产品规格9三、产品技术方案103.1白炭黑表面改性原理103.2白炭黑表面改性方案103.2白炭黑技术方案总结113.2.1技术分类113.3技术方案筛选113.4各种工艺评价123.4.1干法工艺123.4.2湿法工艺123.4.3离子液体方法123.4.4复合工艺12

3、3.4复合工艺介绍12四、方案进一步确认134.1方案具体化（以R—NH2与白炭黑为例）134.1.1白炭黑改性原理134.1.2实验仪器134.1.3实验原料134.1.4实验过程13174.1.1实验检测134.1.2实验结果144.2方案的物料衡算144.3物料成本144.4方案的风险144.5可行性分析144.5.1技术可行性分析144.5.2经济分析144.5.3环保及其他方面分析15参考文献1617一、白炭黑产品背景1.1白炭黑解析白炭黑是白色的粉末状X射线无定形硅酸和硅酸盐的总称，主要就是二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶、气相二氧化硅，还

4、有粉末状合成硅酸钙和硅酸铝等。白炭黑为多孔性的物质，化学公式为Si02•nH20。n如0是表面羟基形式存在的。白炭黑不溶于水、酸（氢氟酸除外）和溶剂，但是能够溶于氢氟酸与苛性碱。具有无味，耐高温的特点，同时具有非常好的绝缘性，所以广泛用于轻工业和化工业中。白炭黑按照生产方法又分为沉淀法白炭黑与气相法白炭黑。直径颗粒小于。气相法白炭黑就是纳米Si02，产品纯度能够达到99%，颗粒直径能达到10-20nm,因为制作工艺极为复杂，所以价格比较昂贵。沉淀法白炭黑分为传统和特殊沉淀法白炭黑，传统沉淀白炭黑主要是盐酸、硫酸、二氧化碳和水玻璃[1]。1.2白炭黑用途白

5、炭黑是广泛用于橡胶、涂料、燃料、塑料和造纸等产品的重要化工原料,有着“工业味精”的美誉，市场需求量大,多数依赖进口[2,3]。1.2.1白炭黑在橡胶中应用白炭黑用作补强剂，用量最大的是橡胶领域，其用量占总用量的70%，白炭黑能大幅提高胶料的物理性能、减少胶料滞后、降低轮胎的滚动阻力，同时不损失其抗湿滑性。在橡胶工业中，炭黑是很有效的补强剂，其最大的缺点是不能用于制备彩色制品，超细白炭黑作为补强填料，用于生产绿色轮胎，可代替炭黑用于胎侧，能显着增加胎侧的撕裂强度和耐裂口增长性能，在轮胎工业中在胎面胶中添加白炭黑可以提高胎面的抗切割、抗撕裂性能，减少蹦花掉块

6、。白炭黑填充的胶料与普通炭黑填充的胶料比较，滚动阻力可降低30%。1.2.2白炭黑在医药中应用白炭黑用于医药行业能够制成药品消毒的包装膜，是将聚乙烯包装材料的配方加入白炭黑就可以。白炭黑因为本身具有增稠性、高吸收性、和生理惰性，所在普遍的用于药品的制作中。在法国，一些研究人员发现，将白炭黑加入阿司匹林、灰黄霉素等药品中，就可以改变药品内部的流动性[4]。1.2.3白炭黑在农药中应用白炭黑还可以吸收土壤中的污染物。白炭黑能够防止除草剂和尿素的结块，控制有害集体的产生，吸收农药，在慢慢发挥农药的药性，这样就可以增加农药的有效期限，起到最大的杀虫效果[5]。1

7、.2.4白炭黑在造纸中应用在造纸工业中，白炭黑能提高纸张的白度、使纸张质量轻化，可以极大的提高纸张的白度与硬度，增加渗透性，适合高速印刷。添加白炭黑的纸张其耐磨、手感和光泽等性能优于不加白炭黑的纸张。白炭黑还可用作分散染料、覆盖层纸浆的增光剂。1.2.5白炭黑在牙膏中应用17白炭黑是目前牙膏用摩擦剂的主要品种，白炭黑总比表面积大，吸附能力强，吸附物质多，颗粒均匀，有利于提高透明度，因其性质稳定，无毒无害，可充当缓蚀剂、增稠剂，可作触变剂和摩擦剂。是较好的牙膏原料。白炭黑的折光指数在1.45—1.50之间，这与牙膏中其它配料的折光指数非常接近，因此混在一起

8、时，起到透明剂的作用，这一特性被用来制造透明的牙膏，这也是其它任何摩擦剂所没有的