当橡胶遇上白炭黑……

　　橡胶，用白色的乳汁哺育了人类现代文明。如果没有它，就没有与现代人类生存息息相关的诸多兴旺发达的行业，如航空、航海、交通、邮电、卫生、军事、生化、计算机等。可以说，没有橡胶就没有人类现代文明。可在大家认可橡胶对人类社会的贡献时，却很少有人知道橡胶制品生产过程中的一位重要角色，那就是白炭黑。
 

　　“神奇的精灵” 

　　11世纪，中南美洲的土著民收集橡胶树中流出来的白色乳汁，并向其中加入某些植物茎、藤、叶的汁水制成一种有弹性的粘胶固体。人们把它做成球状，由于甩打时会不断弹跳，人们以为它内藏精灵，便作祭供品。孩子们拿它作蹴球玩，后来人们将其涂在鞋上或布上用来防雨。

　　1493年，哥白尼等人航海探险到南美洲，见到上述情况后，将橡胶带回了欧洲。欧洲人大为惊讶，称其为神奇的精灵。从此，一些植物学家、科学家以及工程技术人员对橡胶进行了长达几个世纪的研究。最后在美国化学家发明了橡胶硫化技术之后，橡胶制品开始走向工业化、产业化。

　　因为橡胶具有多种良好的特殊性能，如弹性、绝缘性、耐磨性、气密性及柔韧性等，因此，用途极为广泛。目前世界上的橡胶制品已达7万多种，涉及到现代人类生活的方方面面。如一辆载重汽车需要橡胶240千克，一架喷气式飞机需要橡胶600千克，一辆轻型坦克需要橡胶800千克，一艘3.5万吨的军舰需要橡胶68吨。

　　炭黑是什么？

　　科学家在研究制造橡胶及其各种制品时，为使从橡胶树里流出来的白色乳液变成有弹性、有拉伸力、有强度又耐磨的特殊材料，要在其中加入多种老化剂、硫化剂和补强剂。其中补强剂最为重要，用量最大的便是炭黑。也正因为加入了炭黑，我们看到用到的大多数橡胶制品都是黑色的，比如胶管、胶带、胶板、胶鞋、轮胎……       

　　什么是炭黑？炭黑的主要组成物是碳元素（C），还有少量的氢、氧、硫、灰分、焦油和水份，表观为黑色。古时候，人们焚烧动植物油、松树枝，收集火烟凝成的黑灰，用来调制墨和黑色颜料。这种被称之为“炱”的黑灰就是最早的炭黑。后人研究发现，它松且极细，表面积非常大，范围从10~3000平方米/克不等。炭黑不溶于水、酸或碱，能在空气中燃烧变成二氧化碳。

　　早在公元前，中国就用植物油不完全燃烧制取颜料炭黑。1872年，美国首先以天然气为原料用槽法生产炭黑。当时，炭黑主要用作着色剂。1912年，S.C.莫特发现了炭黑对橡胶的补强作用之后，炭黑工业才迅速发展起来。炭黑的补强作用在于它的表面活性能与橡胶结合。由于炭黑的不均匀性，有活性很强的活化点，具有未成对电子，能与橡胶起化学作用。这种作用成为化学吸附，比物理吸附力大得多。因而炭黑同橡胶牢牢地结合在一起，提高了橡胶的强度和耐磨性。

　　近些年，汽车销量持续增长带动轮胎产量随之上升，推动了炭黑行业的发展。美国卡博特公司、三菱化学株式会社、江西黑猫炭黑股份公司、台湾中国合成橡胶公司等是全球炭黑行业的主要市场参与者。

　　橡胶+白炭黑=？ 
 
　　虽然炭黑提高了橡胶的强度，但你一定很难接受婴儿吃的奶嘴、高压锅上的密封垫圈、女孩扎头发的橡皮圈都是黑色的吧？白炭黑的出现，使橡胶华丽转身，让橡胶制品更加多彩成为现实。
 
　　在橡胶的研发过程中，很早就有人用白色的天然硅化合物如陶土、硅藻土、高岭土等作橡胶的填充剂，用人工合成的硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁等作补强剂，虽然也生产出了白色橡胶，但它的强度不如用炭黑作补强剂所生产出来的黑色橡胶。直到二次世界大战中德国受到封锁，无法弄到炭黑，被迫研究出白色沉淀二氧化硅用来代替炭黑，称之为白炭黑。

　　白炭黑是白色粉末状X-射线无定型硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀水合二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状硅酸铝和硅酸钙等，皆属于无机硅化合物。白炭黑能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外），耐高温、不燃、无味无嗅，具有很好的电绝缘性。

　　在制造轮胎中添加白炭黑后，轮胎的拉伸强度、抗撕裂性、耐磨性更大；能节省燃料油和减少磨损，提高了环保性能；并且还能造出白色、艳色的各种轮胎来。这都是炭黑所不能做到的。也正是因为白炭黑能提升轮胎的环保性，在如今大力推崇“绿色轮胎”的背景下，白炭黑的市场需求日益扩大，索尔维、赢创、黑猫股份等公司都是该领域的佼佼者。

　　总之，橡胶对人类贡献有多大，白炭黑的贡献就有多大。

　　（作者系中国无机硅盐工业协会无机硅化物分会原秘书长）