白炭黑反應(yīng)是指將炭黑表面氧化成羧基、羰基等化學(xué)官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)。這種反應(yīng)可用于改善炭黑在橡膠、塑料等材料中的分散性和增強(qiáng)炭黑與基體之間的相容性，從而提高材料的物理力學(xué)性能。本文將介紹白炭黑反應(yīng)的化學(xué)計(jì)算方式。

白炭黑反應(yīng)的化學(xué)計(jì)算方式可以分為三步：炭黑表面氧化、表面官能團(tuán)的測定、官能團(tuán)含量的計(jì)算。

第一步：炭黑表面氧化

炭黑表面氧化可以采用多種方法，如用過硫酸鉀-過硫酸銨（KPS-APS）體系進(jìn)行表面氧化，或用硝酸和過氧化氫進(jìn)行表面氧化。這里以KPS-APS體系為例進(jìn)行說明。

將炭黑樣品加入到硫酸鉀溶液中，加熱至70℃左右，再加入過硫酸銨溶液。反應(yīng)后，用水洗滌炭黑樣品，使其pH值達(dá)到中性。洗滌后，用真空干燥炭黑樣品。

第二步：表面官能團(tuán)的測定

測定炭黑表面官能團(tuán)可以采用多種方法，如紅外光譜法（FTIR）、熒光光譜法、X射線光電子能譜法（XPS）等。這里以FTIR法為例進(jìn)行說明。

先將炭黑樣品與KBr混合，制成透明薄片。用光譜儀進(jìn)行紅外光譜分析，記錄其吸收峰。根據(jù)吸收峰的位置和強(qiáng)度，可以確定炭黑表面官能團(tuán)的種類和含量。

第三步：官能團(tuán)含量的計(jì)算

炭黑表面官能團(tuán)含量的計(jì)算可以采用多種方法，如以COOH官能團(tuán)的含量為例，可以用以下公式計(jì)算：

COOH含量（mmol/100g）=（A×V×0.1×1000）/m

其中，A為紅外光譜中COOH吸收峰的峰高，V為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量（mL），m為炭黑樣品的質(zhì)量（g）。

通過上述三步計(jì)算，可以得到炭黑表面官能團(tuán)的含量。這些官能團(tuán)的含量可以用于評(píng)價(jià)炭黑在橡膠、塑料等材料中的分散性和相容性。同時(shí)，這些計(jì)算方法也為炭黑表面化學(xué)修飾提供了技術(shù)支持。