مقدمة:

يُعدّ الكربون الأسود الأبيض مصطلحًا عامًا يُطلق على مسحوق أبيض من منتجات حمض السيليسيك والسيليكات غير المتبلورة بالأشعة السينية، ويشمل بشكل أساسي السيليكا المترسبة، والسيليكا المدخنة، وهلام السيليكا فائق النعومة، بالإضافة إلى مسحوق سيليكات الألومنيوم وسيليكات الكالسيوم الاصطناعية. الكربون الأسود الأبيض مادة مسامية، ويمكن تمثيل تركيبه بالصيغة SiO₂ · nH₂O، حيث يوجد nH₂O على شكل مجموعات هيدروكسيل سطحية. يذوب في الصودا الكاوية وحمض الهيدروفلوريك، ولا يذوب في الماء والمذيبات والأحماض (باستثناء حمض الهيدروفلوريك). يتميز بمقاومته العالية لدرجات الحرارة، وعدم قابليته للاشتعال، وانعدام رائحته، وعزله الكهربائي الممتاز.

CAS: 10279-57-9

EINECS: 238-878-4

المظهر: مسحوق أبيض أو حبيبات أو كتل غير منتظمة الشكل.

الكثافة: حوالي 2.0 جم/مل

مقاومة عالية للحرارة، غير قابلة للاشتعال، وعزل كهربائي جيد.

مكونات:

يمكن تقسيم الكربون الأسود الأبيض إلى نوعين: الكربون الأسود المترسب والكربون الأسود الغازي، وذلك حسب طرق الإنتاج. في الظروف العادية، يكون الكربون الأسود الغازي عبارة عن جسيمات نانوية غروانية صلبة شبه شفافة بيضاء اللون، غير متبلورة، متكتلة (حجم الجسيمات أقل من 100 نانومتر)، وغير سامة، ولها مساحة سطحية نوعية هائلة. يتكون الكربون الأسود الغازي بالكامل من السيليكا النانوية، بنقاوة تصل إلى 99% وحجم جسيمات يتراوح بين 10 و20 نانومتر. مع ذلك، فإن عملية تحضيره معقدة ومكلفة. أما الكربون الأسود المترسب، فيمكن تقسيمه إلى نوعين: الكربون الأسود المترسب التقليدي والكربون الأسود المترسب الخاص. يشير النوع الأول إلى ثاني أكسيد السيليكون المُنتج باستخدام حمض الكبريتيك، وحمض الهيدروكلوريك، وثاني أكسيد الكربون، وزجاج الماء كمواد خام أساسية، بينما يشير النوع الثاني إلى ثاني أكسيد السيليكون المُنتج باستخدام طرق خاصة مثل تقنية الجاذبية العالية، وطريقة سول-جل، وطريقة التبلور الكيميائي، وطريقة التبلور الثانوي، أو طريقة المحلول الدقيق للمذيلات العكسية. تُستخدم السيليكا المترسبة بشكل أساسي كعامل تقوية للمطاط الطبيعي والمطاط الصناعي، بالإضافة إلى كونها عامل احتكاك لمعجون الأسنان. أما السيليكا في الحالة البخارية فتُستخدم بشكل أساسي كعامل تقوية، وطلاء، ومُكثِّف للراتنج غير المشبع لمطاط السيليكون، بينما يُستخدم جل السيليكا فائق النعومة والهلام الهوائي بشكل أساسي كعامل تعتيم للطلاء، ومُكثِّف، وعامل فتح للأغشية البلاستيكية، وما إلى ذلك. وباعتباره مادة مضافة عالية الأداء وصديقة للبيئة، يُستخدم الكربون الأسود الأبيض بشكل أساسي في مجالات منتجات المطاط (بما في ذلك مطاط السيليكون المُفلكن بدرجة حرارة عالية)، والمنسوجات، وصناعة الورق، والمبيدات الحشرية، والمضافات الغذائية.

الاستخدام:

منتجات مطاطية

يُستخدم الكربون الأسود الأبيض في منتجات المطاط الملونة كبديل للكربون الأسود في عملية التقوية، مما يلبي احتياجات المنتجات البيضاء أو شبه الشفافة. كما يتميز السيليكا بقوة التصاق فائقة، ومقاومة للتمزق، ومقاومة للحرارة، ومقاومة للتقادم، لذا يمكن استخدامه أيضًا كبديل جزئي للكربون الأسود في منتجات المطاط الأسود للحصول على منتجات مطاطية عالية الجودة، مثل إطارات الطرق الوعرة، وإطارات المركبات الهندسية، والإطارات الشعاعية، وغيرها.

المنتجات الكيميائية اليومية

معجون أسنان شفاف اللون وغير شفاف، يحتوي على الكربون الأسود الأبيض كمادة مالئة وكاشطة، يتميز بمرونة وانتشار ممتازين، وقوام ناعم وسلس، ومقاومة عالية للتآكل، ولا يُسبب تآكل أنبوب المعجون؛ كما يحافظ على استقرار معجون الأسنان الطبي. يتميز بتوافقه الجيد مع الفلورايد، مما يجنبه عيوب الأملاح غير القابلة للذوبان الناتجة عن أملاح الكالسيوم المستخدمة كمواد كاشطة.

عامل التثبيت

يستخدم في المواد اللاصقة المصنوعة من المطاط الطبيعي أو المطاط الصناعي، فهو يوفر خاصية الانسيابية والتقوية، مع تحسين الالتصاق أيضًا نظرًا لمرونته، مما يجعله عالي الجودة وفعال من حيث التكلفة.

مادة مانعة للتكتل

يمكن استخدام الكربون الأسود الأبيض في بعض المنتجات لتحسين السيولة الحرة، مثل أسمدة المراعي، ومبيدات الفطريات، ومواد كاشطة لعجلات الطحن، ومبيضات الغسيل، وحقن الفينول في اليورتروبين، والمنتجات البلاستيكية من الفينولات واليوريا، وتصنيع مخاليط الكبريت المطاطية ومضادات التكتل.

حشو الورق

يُحسّن استخدام الكربون الأسود الأبيض كحشو للورق مقاومة الحبر وقوته الميكانيكية، ويزيد من بياضه، ويقلل من وزنه. كما يُسهم بفعالية في تخفيف وزن الورق، وخفض تكاليف الإنتاج، وتحسين أدائه.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه أيضًا في العديد من الصناعات مثل عوامل إطفاء الحرائق، والأعلاف، ومستحضرات التجميل، وعوامل الإطفاء، والأصباغ، والدهانات، وما إلى ذلك.