Karbon Hitam Putih, juga dikenali sebagai silika terhidrat atau silika ringan, dengan nama kimia silikon dioksida (SiO₂), ialah serbuk skala nanometer amorfus berwarna putih, tidak toksik. Ia dinamakan sempena rupa putihnya dan keupayaannya untuk berfungsi sebagai pengganti karbon hitam.

I. Maklumat Asas

• RupaSerbuk putih atau blok berbutir atau berbentuk tidak sekata.
• Sifat KimiaLarut dalam alkali kaustik dan asid hidrofluorik, tidak larut dalam air, pelarut dan asid (kecuali asid hidrofluorik).
• Sifat FizikalRintangan suhu tinggi, tidak mudah terbakar, tawar, tidak berbau, dengan penebat elektrik yang sangat baik.
• Nombor CAS: 10279-57-9
• Nombor EINECS: 238-878-4

II. Komponen dan Struktur Utama

Komponen utama Karbon Hitam Putih ialah silikon dioksida, yang boleh diwakili oleh formula SiO₂·nH₂O, di mana nH₂O wujud dalam bentuk kumpulan hidroksil permukaan. Karbon Hitam Putih ialah bahan berliang dengan luas permukaan spesifik dan aktiviti permukaan yang besar.

III. Kaedah Penyediaan

Kaedah penyediaan Karbon Hitam Putih terutamanya merangkumi kaedah fasa gas, kaedah pemendakan dan kaedah penguraian.

• Kaedah fasa gasMenggunakan silikon klorida (seperti silikon tetraklorida) sebagai bahan mentah, Karbon Hitam Putih dihasilkan melalui hidrolisis nyalaan pada suhu tinggi. Karbon Hitam Putih fasa gas mempunyai kelebihan saiz zarah yang kecil, luas permukaan spesifik yang besar dan ketulenan kimia yang tinggi, tetapi proses penyediaannya kompleks dan kosnya agak tinggi.
• Kaedah PemendakanMendakan silikon dioksida dihasilkan dengan bertindak balas terhadap natrium silikat dengan asid, dan kemudian Karbon Hitam Putih diperoleh melalui penapisan, pencucian, pengeringan dan proses lain. Teknologi pengeluaran pemendakan Karbon Hitam Putih sudah matang, dan peralatannya mudah, tetapi produknya mempunyai aktiviti yang rendah dan zarahnya sukar dikawal.

IV. Kawasan Aplikasi

Karbon Hitam Putih digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang kerana sifat uniknya:

1. Industri GetahKarbon Hitam Putih merupakan agen pengukuh penting untuk produk getah, yang boleh meningkatkan kekuatan, rintangan haus, rintangan koyakan dan sifat anti-penuaan produk getah. Ia digunakan secara meluas dalam pembuatan tayar kerana ia boleh meningkatkan cengkaman tayar dan meningkatkan keselamatan pemanduan.
2. Industri PlastikSebagai agen pengukuh dan pengisi, Karbon Hitam Putih boleh meningkatkan kekuatan, kekerasan dan rintangan haus plastik dengan ketara, serta meningkatkan prestasi pemprosesan plastik.
3. Industri SalutanKarbon Hitam Putih, sebagai pengisi pigmen, boleh meningkatkan kuasa penutup, lekatan dan rintangan cuaca salutan, serta mengurangkan kos salutan.
4. Industri KertasSebagai pengisi berkualiti tinggi, Karbon Hitam Putih boleh meningkatkan keputihan, kelicinan dan kilauan kertas, serta meningkatkan prestasi percetakan kertas.
5. Industri SeramikDalam proses pengeluaran produk seramik, Karbon Hitam Putih digunakan secara meluas dalam penyediaan lapisan dan badan, meningkatkan kekuatan, kekerasan dan rintangan haus produk seramik.
6. Industri DakwatSebagai pengisi pigmen, Karbon Hitam Putih boleh meningkatkan kuasa penutup, lekatan dan kestabilan dakwat, serta meningkatkan prestasi percetakan dakwat.
7. Industri KosmetikKarbon Hitam Putih, sebagai agen pengisi dan pemekat, dapat meningkatkan kehalusan, kestabilan dan rasa kosmetik, mengatur rembesan minyak kulit serta meningkatkan kualiti kulit.
8. Industri FarmaseutikalKarbon Hitam Putih digunakan terutamanya dalam penyediaan formulasi farmaseutikal, meningkatkan penyebaran, kestabilan dan bioketersediaan ubat, serta mengurangkan kesan sampingan.