白炭黑（英文名：fumed silica），又稱未預(yù)反應(yīng)炭黑、硅膠、煙熱炭黑等，是一種非晶態(tài)二氧化硅（SiO2）顆粒，其平均直徑在1到100納米之間。白炭黑因具有極高的比表面積和嵌入性，被廣泛應(yīng)用于化工、材料科學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域。與此同時，白炭黑還被用作偶聯(lián)劑，即一種能夠改善材料性能的物質(zhì)。本文將探討白炭黑在偶聯(lián)劑作用中的方式與機制。

白炭黑通過增加分散質(zhì)結(jié)構(gòu)來改善材料的機械性能。在復(fù)合材料中，尤其是在橡膠制品中，白炭黑可以作為偶聯(lián)劑，加入到橡膠基質(zhì)中，以提高其拉伸強度、硬度和耐磨性。白炭黑由于其高比表面積和完全排列的等離子氧鍵表面，能夠有效地提高橡膠顆粒與基質(zhì)之間的耦合性和內(nèi)聚力。通過增加顆粒表面的反應(yīng)部位和有效的物理吸附作用，白炭黑能夠形成強固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并增加橡膠材料的強度和硬度。在注塑成型過程中，白炭黑還能夠調(diào)控橡膠基質(zhì)的流動性，實現(xiàn)更好的分散均勻性和成型質(zhì)量。

白炭黑可作為活性填料，改善材料的導(dǎo)電性。偶聯(lián)劑的作用方式之一是通過提高載流子在材料中的傳輸速率，從而增加材料的導(dǎo)電性。利用白炭黑的高比表面積和導(dǎo)電性，可以在化合物或材料中形成導(dǎo)電通路，提高電流的傳輸效率。在聚合物復(fù)合材料中，白炭黑偶聯(lián)劑的應(yīng)用可以降低電阻率、提高電導(dǎo)率，并在電子器件中起到抗靜電和抗干擾的作用。白炭黑還可以用于催化劑的載體材料，在化學(xué)反應(yīng)過程中起到一定的催化作用。

白炭黑作為表面處理劑可以提高涂料和涂層材料的性能。在涂料和涂層中，白炭黑起到增白、增稠、抗沉淀和增加防護層的作用。白炭黑的高剪切粘度、高表面能、高界面張力和高熱穩(wěn)定性，使其能夠降低涂料體系的黏度，提高涂料的流動性和潤濕性。通過表面活性劑的作用，白炭黑能夠均勻地分散在涂料基質(zhì)中，形成穩(wěn)定的膠體體系，并增加涂膜的牢固性、抗刮擦性和耐候性。白炭黑還可以吸附有害氣體，凈化空氣環(huán)境，具有環(huán)保和健康的效果。

白炭黑還可以在納米領(lǐng)域中發(fā)揮獨特的作用。由于其納米級顆粒和大比表面積，白炭黑在聚合物納米復(fù)合材料、催化劑支撐材料和納米粒子增強材料中有廣泛應(yīng)用。白炭黑通過與聚合物基質(zhì)形成固體分散體系，可以改善材料的熱穩(wěn)定性、機械性能和動態(tài)性能。在催化劑的合成過程中，白炭黑作為載體材料具有高度的選擇性和活性，可以增強催化劑的分散性和穩(wěn)定性。白炭黑還可以作為納米顆粒的填充劑，調(diào)節(jié)材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)特性，實現(xiàn)功能材料的設(shè)計和制備。

白炭黑作為一種特殊的偶聯(lián)劑，在材料科學(xué)中有著廣泛而重要的應(yīng)用。通過增加分散結(jié)構(gòu)、改善導(dǎo)電性、改善涂料性能以及在納米領(lǐng)域中發(fā)揮獨特作用，白炭黑能夠為材料提供多種改進和優(yōu)化的途徑。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們對白炭黑于偶聯(lián)劑作用方式的研究將進一步加深，并為相關(guān)領(lǐng)域的進一步應(yīng)用提供更多的可能性。