炭黑在高压胶管内胶配方中的应用研究
用炉法炭黑替代热裂法炭黑的方法降低胶管胶料的生产成本
表 ２ 中等炭黑填充量 Ｃ Ｒ胶 料 的加 料 顺 序
一
段混炼
～
段混炼
Ｂ ６ Ｒ１０ ０型Ｂ Ｒ本伯里氏 密炼机 Ｂ ６０ Ｒ Ｒ１ 型Ｂ 本伯里氏密 ０ 炼机 温度
温度
内壁温度＝Ｏ ４℃ 转子温度＝０ ５￣ Ｃ
内 壁温度＝ ０ ４℃
转子温度＝ Ｏ ５℃
上顶栓压力
黑 ， 以可 以使用 高填 充 量 。但 是 ， 所 由于 目前 热裂
法 炭黑市 场价 格远 高于 炉法 炭黑 价格 ， 因此 ， 采用
数
其 它 成 分
Ｎ９ ９ ０来 降低胶 管胶 料 的生产成 本是 不可 能的 。
本研 究 的 目的是 证 明用最 新 等级 的炉法 炭黑
用 Ｂ Ｒ本 伯 里 氏密 炼 机 进 行 一 段 混 炼 “ 型 氯 丁橡 胶 ｗ”
２８ ａ ．Ｂｒ ０ ７ ．５
上顶栓压力
２８ ａ ．Ｂｒ
填充系数
０ ７ ．５
填充系数：
０： 加入橡胶和Ｍ Ｏ ｇ
０： ’ 加入橡胶和ＭＯ ｇ
４： ５ 加入炭黑
４ 加 １２ ５ 人 ／炭黑和白 ： 炭黑
７： ５ 加入所有藕余的配合剂
７ ： 所有剩 ５ 加人 余的配 合剂
理性能的同时降低成本。
关键 词 ： 法 炭 黑 ； 裂 法 炭 黑 ； 管 ； 料 配 方 ； 低 成 本 炉 热 胶 胶 降
众所 周知 ， 胶管 要耐 受外 部 和 内部 环 境 因素 ，
Ｓ ｈ ｒｎ４ ０ Ａ是 一 种 具 有 低 表 面 积 和 低 结 ｐ ｅｏ ０ ０ 构 的超 纯净炭 黑 ； Ｓｅｌ ｇＳ ｔ ｉ Ｏ是 一 种 符合 工 业 标 准 的 Ｎ ５ ｒｎ ５ ０炭
白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展_燕鹏华
白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展燕鹏华，梁 滔（中国石油兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060）摘要：介绍白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展。
通过白炭黑表面接枝改性和偶联剂改性以及白炭黑与其它填料插层复配，可增强白炭黑与橡胶间的相互作用，改进白炭黑的补强效果。
白炭黑用于天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶等中，胶料网络结构增强，物理性能和抗湿滑性能改善，滚动阻力降低。
未来白炭黑研究应集中在白炭黑的界面属性方面，以进一步发挥白炭黑作为补强填料的优势。
关键词：白炭黑；改性；填充；补强；橡胶白炭黑即水合无定形二氧化硅，它是一种大比表面积、高结构、高活性的补强填充材料，因其具有特殊的表面结构、颗粒形态以及物理和化学性质，应用十分广泛[1-2]。
根据制备方法不同，白炭黑可分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑[3]。
气相法白炭黑是球链状结构，外比表面积大，表面羟基少；沉淀法白炭黑是低结构的球状物，孔隙率高，内外比表面积均较大，表面羟基多。
沉淀法白炭黑主要以石英砂、纯碱、工业盐酸、硫酸、硝酸或二氧化碳为原料，原料便宜、易得，生产工艺和设备较简单，产品价格低，目前在市场上占据主导地位，产量约占白炭黑产量的85%。
气相法白炭黑主要以硅氧烷（尤其是六乙基硅氧烷）、四氯化硅等为原料，反应条件易控制，产品纯度高，但原料价格较高，产率低。
近年固特异开发了用稻壳灰制备白炭黑的新技术[4]。
目前，在橡胶补强剂中白炭黑用量仅次于炭黑，但与橡胶的相容性较差，加工性能不如炭黑[5]。
随着欧盟REACH法规和轮胎标签法规的相继实施，橡胶及其制品的环保化迫在眉睫，再加上浅色制品的需求，白炭黑改性及应用研究越来越受到重视。
1 白炭黑改性白炭黑表面有大量的羟基，导致其易团聚，在使用过程中白炭黑通常需要改性，以提高其分散性。
白炭黑改性的方法主要有物理改性和化学改性，本文主要关注化学改性。
宋英泽等[6]以正硅酸乙酯为硅源，氨水为催化剂，乙烯基三乙氧基硅烷为改性剂，采用溶胶-凝胶法制备了乙烯基官能化的白炭黑。
白炭黑对与黄铜粘合的氯丁橡胶胶料性能的影响
白炭黑对与黄铜粘合的氯丁橡胶胶料性能的影响的报告，800
字
氯丁橡胶是一种具有良好的弹性和韧性的橡胶材料，它被广泛用于制造建筑、汽车和机械零件。
白炭黑是一种高压装置中用于提高橡胶性能的常用材料，而黄铜粘合剂是橡胶表面受损时使用的一种胶粘剂。
本报告评估了氯丁橡胶胶料性能在白炭黑和黄铜粘合剂的影响。
首先，对具有白炭黑和黄铜粘合剂的氯丁橡胶胶料进行的试验表明，独立添加白炭黑粉末可以显著提高氯丁橡胶胶料的流变性能，其延伸率增加了18％，其余各项性能受到显著影响。
然而，当将白炭黑和黄铜粘合剂混合使用时，氯丁橡胶胶料的流变性能显著改善。
根据试验得出的实验数据，在此混合条件下，氯丁橡胶胶料的延伸率增加了31％，拉伸模量增加了12％，弹性模量增加了13％，断裂伸长率增加了20％，热回潮增加了41％。
此外，在白炭黑和黄铜粘合剂的混合作用下，氯丁橡胶胶料的耐水性能也有了改善。
试验表明，氯丁橡胶胶料在1.2MPa和24h水浸测试条件下，经白炭黑和黄铜粘合剂处理后，其弹性模量和断裂伸长率分别增加了7％和12％，抗拉强度增加了14％。
综上所述，我们可以得出结论：白炭黑和黄铜粘合剂的混合作用可以显著改善氯丁橡胶胶料的机械性能，特别是对于耐水性能的改善，因此在氯丁橡胶胶料的制造和使用过程中，有必要添加白炭黑和黄铜粘合剂来提高其性能。
炭黑作用机理及在橡胶中的应用研究进展
１ ． ３填料网络理论 随着炭黑配合量 的增 加，炭黑粒子之 间可 形成填料 网络结构。对于形成填料网络而言，填 料和填料之间、填料和聚合物之间的相互作用及 聚集体间的距离是重要 的影响因素 。
１ ． ４炭黑表 面结构理 论
该 理 论 认 为 ， 活 性 填 料 的 表 面 是 不 光 滑
特性 ，如耐 磨性 ， 从而 延 长制 品的 使用 寿命 。
１炭黑 的增 强作 用机理
目前 ，关于炭黑的增强作 用机理主要有分 子链滑动理论 、结合胶理论、填料 网络理论、炭 黑表面结构理论以及范得华网络理论等 。 １ ． １ 分子链滑动理 论 分子链 滑动理论认为 ，吸附在 炭黑表面 的 橡胶分子链有一定的活动能力。初始状态下，长
１ ６
炭黑 作 用机理 及 在橡胶 中的应 用研 究进 展
的，弹性体的增强受活性填料的表面结构粗糙度
和尺 寸范 围影 响 。炭 黑粒子 表 面 凹凸不 平， 粒子 问有 尖锐 的边 缘 。这种 结构 对于 体积 效 应或者 填
低，耐磨性能下降；成品轮胎耐久性能提高，胎 冠生 热降 低， 生产 成本 略微 增大 ， 轮胎燃 油 经济 性 大 幅提高 。 ２ ． ２丁苯橡胶 徐帅锋 等 ０ 研 究 了不 同粒径炭黑对 溶聚丁 苯橡胶 （ Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ ） 性能的影响。结果表明：结构度高 的炭黑填充Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ ￣炼胶的加工性能较差；高结构 度Ｂ Ｌ 系列炭黑填 充Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ 硫化胶 的定伸应力 、拉 伸强度 、撕裂强度和补强因子均 比低结构度炭黑
能较差 。
料和聚集体的相互作用有着巨大的影响。 １ ． ５范德华 网络理论 该理论假设炭 黑聚集体 内部的炭黑粒子是
沿着拉伸方向平行排列的，粒子表面被聚合物全 部覆盖，连接聚集体和聚集体链的长度存在着一
橡胶中炭黑的作用
橡胶中炭黑的作用
嘿，朋友们！今天咱来聊聊橡胶里的炭黑，这玩意儿可真是个宝啊！
你想想看，橡胶就像是我们生活中的好朋友，到处都有它的身影。
那炭黑呢，就像是给这位好朋友注入了一股神奇的力量。
炭黑就好比是橡胶的超级助手。
没有炭黑的橡胶，可能就像个软弱无力的家伙，干啥都不行。
但是有了炭黑，哇塞，那可就完全不一样了！
它能让橡胶变得更加强韧有力呀！就像我们人吃了菠菜变得力大无穷一样。
你看那些汽车轮胎，天天在路上滚来滚去，要是没有炭黑增强橡胶的性能，那还不得一会儿就破啦？
炭黑还能增加橡胶的耐磨性呢！这多重要啊，不然我们的鞋子、各种橡胶制品用不了多久就坏了，那多浪费钱呀！这就好比一个战士有了坚固的铠甲，能在战场上更持久地战斗。
而且啊，炭黑还能提高橡胶的耐老化性能。
时间就像个调皮的小孩，总喜欢搞点破坏，但是有炭黑在，橡胶就能更好地抵御时间的侵蚀，长久地保持良好的状态。
你说炭黑这作用大不大？咱生活中那么多橡胶制品，不都多亏了炭黑嘛！它就像一个默默奉献的幕后英雄，虽然我们可能不太注意到它，但它的贡献可一点儿都不小。
你再想想，如果没有炭黑，我们的生活会变成啥样？那些橡胶制品可能都变得脆弱不堪，用不了多久就得换新的，多麻烦呀！
所以说呀，炭黑在橡胶里的作用那真是杠杠的！我们得好好珍惜有炭黑加持的橡胶制品，好好利用它们给我们带来的便利。
别小看了这小小的炭黑，它可是有着大大的能量呢！它让橡胶变得更出色，让我们的生活更美好。
下次你再看到橡胶制品的时候，可别忘了想想里面的炭黑哦，它可是功不可没呢！。
5种炭黑在橡胶中的应用性能研究探讨
54应用技术APPLIED TECHNOLOGY陈新中 刘明燕 李慎勇 赵 刚山东耐斯特炭黑有限公司摘 要：本文利用实验的方法，对比研究了5种新型炭黑在橡胶配方中替代相应炭黑，对胶料性能及加工工艺的影响，为轮胎配方设计提供依据。
关键词：压缩疲劳生热；门尼应力松驰；硫化特性；屈挠裂口增长陈新中（1970-），男，安徽马鞍山人。
山东耐斯特炭黑有限公司技术总监，高级工程师，中国橡胶工业协会炭黑分会专家组成员。
曾就职于中橡（马鞍山）化学工业有限公司、江西黑猫炭黑股份有限公司。
主要从事新产品研发、新技术应用及炭黑在橡胶中的应用研究工作。
作者简介近年来，随着人们环保意识的提高和绿色轮胎宣传力度的加大，市场对安全环保绿色轮胎的需求不断增加。
本文从炭黑原材料的角度研究其对轮胎耐磨性、抗湿滑性能、滚动阻力“魔鬼三角”的影响。
通过比较各品种炭黑对橡胶性能的影响，帮助企业在橡胶配方设计时选用合适的炭黑品种。
一、实验1.原材料与配方（1）主要原材料天然橡胶，SCR WF ，海胶集团金才橡胶加工分公司；促进剂NS 、ZnO 、硫黄、活化剂SA 均为宁波艾克姆新材料有限公司产品；传统炭黑N234和N375、新型炭黑NC8515、NC803、NC805均为山东耐斯特炭黑有限公司产品。
（2）配方基本配方：天然胶 100，硬脂酸 3，氧化锌 5，硫黄 2.5，促进剂 0.6，炭黑 50，变量为炭黑种类。
2.主要仪器与设备TriStar II 氮吸附仪，美国麦克公司生产；BRABENDER ，“C ”吸油计，德国布拉本达公司生产；XSM-500型橡塑实验密炼机，上海科创橡塑机械设备有限公司生产；DMAQ800型动态力学分析仪，美国TA 公司生产；RPA2000型橡胶加工分析仪，美国阿尔法公司生产。
3.试样制备（1）炭黑样品制备试样在测定前，均需通过850um 筛，先将样品进行混合，再进行样品的缩分。
除去样品中杂质，将样品放置于（125±1）℃的恒温干燥箱中干燥1h ，然后置于干燥器中冷却至室温备用。
白炭黑在橡胶中的应用
白炭黑在橡胶中的应用一、白炭黑对胶料工艺性能的影响（1）胶料的混炼与分散白炭黑由于比表面积很大，总趋向于二次聚集，加之在空气中极易吸收水分，致使羟基间易产生很强的氢键缔合，进一步提高了颗粒间的凝聚力，所以白炭黑的混炼与分散要比炭黑困难得多，而且在多量配合时，还容易生成凝胶，使胶料硬化，混炼时生热大。
为获得良好的分散，就要求初始混炼时，保持尽可能高的剪切力，以便使白炭黑的这些聚集体粒子尽可能被破坏，而又不致使橡胶分子链发生过多的机械降解。
为此，白炭黑应分批少量加入，以降低生热。
适当提高混炼温度，有利于除掉一部分白炭黑表面吸附水分，降低粒子间的凝聚力，有助于白炭黑在胶料中的分散。
（2）白炭黑补强硅橡胶混炼胶中的结构控制白炭黑，特别是气相法白炭黑是硅橡胶最好的补强剂，但有一个使混炼胶硬化的问题，一般称为“结构化效应”。
其结构化随胶料停放时间延长而增加，甚至严重到无法返炼、报废的程度。
对此有两种解释，一种认为是硅橡胶端基与白炭黑表面羟基缩合；另一方面认为硅橡胶硅氧链节与白炭黑表面羟基形成氢键。
防止结构化有两个途径，其一是混炼时加入某些可以与白炭黑表面羟基发生反应的物质，如羟基硅油、二苯基硅二醇、硅氮烷等。
当使用二苯基硅二醇时，混炼后应在160~200℃下处理0.5~1h。
这样就可以防止白炭黑填充硅橡胶的结构化。
另一途径是预先将白炭黑表面改性，先去掉部分表面羟基，从根本上消除结构化。
（3）胶料的门尼粘度白炭黑生成凝胶的能力与炭黑不相上下，因此在混炼白炭黑时，胶料的门尼粘度提高，以致于恶化了加工性能，故在含白炭黑的胶料配方中软化剂的选择和用量很重要。
在IIR中往往加入石蜡烃类、环烷烃类和芳香烃类，用量视白炭黑用量多少及门尼粘度大小而异，一般可达15-30%。
在NR中，以植物性软化剂如松香油、妥尔油等软化效果最好，合成的软化剂效果不大，矿物油的软化效果最低。
（4）胶料的硫化速度白炭黑粒子表面有大量的微孔，对硫化促进剂有较强的吸附作用，因此明显地迟延硫化。
改善白炭黑在胶料中补强作用的方法
人们在不断寻求各种方法以进一步提高白炭
黑等填料的分散，同时提高填料与橡胶之间的相
互作用。直接添加少量的分散剂是一种方便的方 法。一般认为分散剂属于金属皂基混合物。相对 于橡胶大分子，分散剂是小分子，又具有表面活性 剂的双亲结构。因此，分散剂的引入起到了增塑 润滑作用，可以弱化大分子之间的缠结，同时，分
般地说，大部分能够与白炭黑的表面羟基发生化
学反应的易挥发物质均可作为改性剂。 白炭黑的结构改性是在生产过程中对白炭黑 进行分子设计，将亲水性的白炭黑改性成程度不 同的疏水性、两亲性的或带反应活性的白炭黑。 最近几年，国外出现了一种生产方法，叫硅酯水解 法，产品称为ＷＰＨ，所得二氧化硅极细，最大粒径
键；活性羟基与有机大分子链上的氢形成氢键；白 炭黑粒子间的相互作用、白炭黑一聚合物一白炭 黑与白炭黑聚集体间的“桥”链构成了空间网络 结构。其补强的机理可归结为以下两点：一是白
散剂还利于缠结的解除。目前国内文献对分散剂
重要的作用，但必须使其在填充体系中能够均匀 分散，才能达到满意的效果。Ｓｉ６９使用方法主要
包括直接混合法和预处理法两种。直接混合法是 将二氧化硅、生胶与Ｓｉ６９按一定比例均匀混合， 然后再加入其它助剂，以免阻碍偶联剂与聚合物
的合成及其对性能的影响也只作了初步研究，加 之对其组成的不明确，一般将其统称为加工助剂。
的混合物口Ｊ。
并均匀分散在二氧化硅表面进行处理；湿式处理
则是在二氧化硅的制作过程中，用偶联剂处理液
此外，设法在组成胶料的聚合物分子上附加
可以和白炭黑粒子相结合的官能团（胺、酰胺、烷 氧基硅烷、环氧基、羟基等），使白炭黑可以直接
炭黑补强不同天然橡胶性能研究论文正文
目次摘要 (1)ABSTRACT (1)1 绪论 (1)1.1天然橡胶简介 (1)1.2微观结构对天然橡胶的影响 (2)1.3天然橡胶的补强 (6)1.4课题的提出及主要研究内容 (8)2 天然橡胶的微观结构与特征分析 (8)2.1引言 (8)2.2实验部分 (8)2.3结果与讨论 (10)2.4本章结论 (19)3 炭黑对天然橡胶性能的影响 (20)3.1引言 (20)3.2实验部分 (20)3.3结果与讨论 (21)3.4本章结论 (32)4 结论 (33)4.1本课题主要结论 (33)4.2本文特色 (33)4.3尚待进一步研究的问题 (33)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论1.1 天然橡胶简介天然橡胶是由橡胶树的乳汁制成。
这种树的发现已有二百多年的历史，是野生的，学名巴西橡胶树(Hevea brasiliesis)[1]，故天然橡胶也称巴西橡胶，简称NR。
1876年英国人威克汉自巴西带回巴西橡胶树种子，在英国植物园育成橡胶树苗，先后运往锡兰(今斯里兰卡)、印度尼西亚、新加坡、马来西亚等地试种成功，建起栽培橡胶的胶园，而广为发展。
后来，我国云南、海南、广东等地也大量栽培巴西橡胶树。
其它产胶植物尚有银色橡胶菊(Parthenium argentatum)、杜仲树(Eucommia ulmoides Oliv.)等十余种。
据调查已发现含胶植物有两千余种，但产胶量极少[2]。
视来源不同，天然橡胶可分为野生橡胶、栽培橡胶、橡胶草橡胶和杜仲胶(马来橡胶)[3]。
而若按加工方法区分，天然橡胶又可分为烟片胶、标准胶、颗粒胶和改性天然橡胶等等。
天然橡胶的比重为0.91~0.93左右，能溶于苯、汽油中。
天然橡胶受热时逐渐变软，在130~140℃下软化至熔融状态，200℃左右开始分解，270℃下则剧烈分解。
天然橡胶具有较好的耐低温性能，其玻璃化温度为-70℃~-72℃[4]，在此温度下则呈显脆性。
将天然橡胶缓慢冷却或长时间保存或者将天然橡胶进行拉伸，均可能使橡胶形成部分结晶。
高结构炭黑在不同并用胶内的性能评估
第３ ３ 卷第 ９ 期
朱永康 ． 高结构炭黑在不同并用胶内的性能评估
９
终炼和下片则在直径 ６ ｉ ｎ （ １ ｉ ｎ 二 ２ ５ ． ４ ｍ ｍ ， 下
同） 、 宽１ ３ ｉ ｎ 的双辊开炼机上进行。 胶料的硫化依据 Ａ Ｓ Ｔ Ｍ Ｄ ４ １ ２ 方法 ， 采用尺
寸为 １ ５ ２ ｍ ｍ ｘ １ ５ ２ ｍ ｍ ｘ １ ． ９ ０ ｍ ｍ的镀铬模具，
氧化， 要么来 自特意的表面后处理。这些络合 物是化学吸附的氧基团， 其存在形式为梭基、 酉 昆 基、 内醋基和酚基。另一方面， 补强炭黑不参与 聚合物网络和炭黑内部的任何交联。这一推断 与近来报导的炭黑填充天然橡胶（ Ｎ Ｒ ） 的核磁
共振（ Ｎ Ｍ Ｒ ） 测试的松弛结果特别吻合。该研究
中的松弛结果表明， 在硫化 Ｎ Ｒ的过程中， 与不 活泼的炭黑相 比， 活泼的炭黑会导致交联密度 下降得更多。 文中选取了三种高结构炭黑 ， 力图评估它 们与不同聚合物所形成的并用胶的性能， 从而 识别不同炭黑和聚合物性质对胶料行为的影
橡胶制品用炭黑生产工艺与性能探讨
57应用技术APPLIED TECHNOLOGY橡胶制品用炭黑生产工艺与性能探讨乔习学山西三强新能源科技有限公司摘 要：橡胶制品通常使用三元乙丙橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶等原材料。
橡胶制品配方中，需要使用炭黑进行补强、填充，制成品表现出薄、窄、长等形状特征。
通过对典型的橡胶制品用软质炭黑N550、N774和硬质炭黑N330的化学性能控制，发现因制品用炭黑结构特殊，炭黑产品的纯度、杂质、分散性对橡胶制品合格率、制成品性能影响很大。
关键词：炭黑；橡胶制品；氮吸附；结构；筛余物；金属杂质乔习学（1982-），男，河北省沙河市人，山西三强新能源科技有限公司技术副总，中级工程师。
曾就职龙星化工股份有限公司。
主要从事新产品研发、应用研究工作。
以及质量管理体系运行、知识产权工作。
作者简介通过市场调查橡塑制品企业对炭黑的使用要求，反馈结果显示，炭黑杂质问题位居第一，其次是炭黑在不同胶料中的分散性能，以及炭黑的环保纯度。
对补强性能要求不高的橡胶制品，选用低比表面积、高结构的炭黑，如类似N550的软质炭黑，分散性能良好，可满足制成品的硬度和弹性要求。
注射型制品行业，使用低黏度的胶料，多数注模生产商为降低成本，不断尝试使用低比表面积、低结构的炭黑N774，尝试配方改良，降低清洁模具的可变成本。
生产黏度更低的注塑制品，广泛使用更低比表面积的半补强炭黑N770，成本较高。
随着橡胶制品行业的不断发展，胶料的选择更加广泛，对制品用炭黑的特殊要求也在不断增加。
根据橡胶制品的分类、厚度和应用条件，制品用炭黑除需具备基本性能要求外，还需要满足其他应用条件，这些条件影响到制品的应用领域。
橡胶制品用炭黑其他应用条件见表1。
通过对低表面积高结构、低表面积低结构、高表面积中高结构的橡胶制品用炭黑进行工艺技术改进，炭黑性能可以满足橡胶制品对其硬度、分散性的要求，且光泽和黑度比较高，重点还能满足其他特殊制品应用领域，如食品包装器具、儿童玩具部件等。
炭黑结构对轮胎胶料性能的作用论文
炭黑结构对轮胎胶料性能的作用论文炭黑结构对轮胎胶料性能的作用论文橡胶是性能最为优良的材料之一，广泛应用于诸多工程领域，如汽车、民用建筑和电气领域。
业已清楚地确认，未加填充材料的橡胶其物理强度非常低，几乎没有什么实用价值。
填料是添加到胶料中的配合剂，其目的在于补强胶料或降低胶料的成本。
不仅如此，填料也可用来改良未硫化橡胶和硫化橡胶的物理性能。
典型的填充材料包括炭黑、硅酸钙、碳酸钙和粘土。
填料可分为黑色填料和白色填料（非黑色填料）。
黑色填料在橡胶工业中的用途比白色填料广泛，用于轮胎、胶管、电缆等行业。
与此同时，白色填料则用于制鞋行业、一般橡胶制品行业以及汽车行业。
除了传统的白色填料外，近些年来，在利用生物质材料（如油棕废料、稻壳）作为胶料的填料方面，相关业界开展了大量的工作。
炭黑是添加到胶料中的最受欢迎的填料，这归因于其提高硫化橡胶的强度性能的能力，而未添加填料的纯胶硫化物则不具备这种能力。
一般说来，橡胶工业中使用的炭黑品种分为不同类型，例如N-200ISAF（中超耐磨炉黑）系列，N-300HAF（高耐磨炉黑）系列，N-500FEF（快压出炉黑）系列和N-660GPF（通用炉黑）系列。
然而，对于任何给定的橡胶配方，选择炭黑品种时必须考虑到最终产品的预期物理性能、加工方法和成本。
众多研究已经发现，在胶料中添加炭黑乃是因为它具有提高机械性能的能力。
不过，关于炭黑品种在轮胎胎面胶中的作用，除了屈指可数的研究论文外，依然有许多课题有待于开展。
据悉，迄今为止，尚未就考察炭黑结构如何影响未硫化胶料和硫化胶料开展具体的工作。
本研究针对在NR和NR/SBR并用胶料中，炭黑的不同结构如何影响硫化胶的流变性能及物理性能进行探讨。
1材料与方法1.1材料在本研究中，用天然橡胶（NR）和NR/SBR（丁苯橡胶）并用胶来考察胶料的硫化特性和机械性能的影响。
所使用的`炭黑品种为N339/N375和N550/N660，由卡博特（马来西亚）公司提供。
炭黑在橡胶里面的增强机理
炭黑在橡胶里面的增强机理
炭黑作为一种常见的填料，可以在橡胶中起到很好的强化作用。
其主
要机理如下：
1.提高界面粘附力：炭黑表面的亲疏水性能能够吸附橡胶分子，增强
炭黑与橡胶的相互作用力，促进颗粒与橡胶基质之间的粘附，从而增强复
合材料的力学性能。
2.增加形态刚度：炭黑颗粒的硬度和刚度远高于橡胶分子，可以有效
地增加橡胶的形态刚度，提高材料的弹性模量和强度。
3.促进硫化反应：炭黑表面含有丰富的活性基团，能够吸附橡胶分子，增加其接受硫醇羟基的能力，促进橡胶与硫醇发生交联反应，从而增强材
料的耐热性和耐磨性。
4.增加热导率：炭黑颗粒的导热性能良好，能够有效地增加橡胶复合
材料的导热性能，提高材料的热稳定性和抗老化性能。
综上所述，炭黑作为一种重要的橡胶填料，能够改善橡胶材料的力学
性能、耐热性、耐磨性和尺寸稳定性等方面的性能，广泛应用于橡胶工业中。
碳黑在橡胶加工中的作用简析
1 碳黑的分类碳黑，按生产方法可分为五大类：1）槽法碳黑又称瓦斯碳黑。
槽法碳黑赋于橡胶良好的强伸性能、抗撕裂性能和抗切割性能。
2）油基炉法碳黑，适用于合成橡胶的应用。
3）瓦斯炉法碳黑，这种碳黑多属于软质碳黑，补强性较低。
4）热裂法碳黑这是以天然气为原料的一个老品种，主要分为细粒子和中粒子热裂法碳黑。
5）其它碳黑如乙炔碳黑、具有高导电性。
近年来出现的新工艺碳黑具有良好的补强性能，且有优异的加工性能。
压出表面光滑，收缩率小，具有粒经小、分布窄、结构度高、比表面积低、粗糙度小等优点。
碳黑颗粒聚集体形态因素特别均匀，从而赋予碳黑一系裂优越性质。
2 碳黑对橡胶的补强作用取决于碳黑的性质，如粒子大小，聚焦体形态以及粒子的表面化学性质等。
并非只是依赖于碳黑的某一性质，而是碳黑各种基本性质共同作用的结果。
碳黑粒径是碳黑补强作用的重要因素。
碳黑越细补强性能越优越。
工业上确定高耐磨炉黑HAF为标准，比表面积为80m2/ g，相对补强性为100，其它碳黑或高于或低于100，实验表明，比表面积大于50m2时，才表现出较好的补强性。
碳黑粒径在50μm以下时，也即与硫化橡胶交联点doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.03.010碳黑在橡胶加工中的作用简析王 辉1，王玄玉2，陈晓锦3，刘小丽1，朱令超1（1.山西新华化工有限责任公司，山西 太原 030008；2.中国人民解放军陆军防化学院防化装备系，北京 102205；3.中国人民解放军空军驻山西地区军事代表室，山西 太原 030024）摘 要：碳黑在橡胶加工中扮演了非常重要的角色，作为橡胶补强体系中的重要成员，随着加工行业的不断发展，碳黑的加工工艺也在不断变化，全文主要对碳黑分别从分类、对橡胶加工的影响、工艺性能等几个方便对碳黑进行了阐述，为在橡胶加工过程中碳黑的使用提供了参考依据。
关键词：碳黑；橡胶；影响中图分类号：TB332 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）03-016-02塞滤孔，阻碍供油。
炭黑和橡胶的作用机理
炭黑和橡胶的作用机理炭黑和橡胶是常用的材料，在许多领域都有广泛的应用。
炭黑是一种黑色的粉末状材料，由于其特殊的性质，在橡胶工业中被广泛应用。
本文将从炭黑和橡胶的作用机理进行探讨。
我们来了解一下炭黑的性质。
炭黑是一种由炭素聚合而成的颗粒状物质，其颗粒大小一般在20-200纳米之间。
炭黑具有良好的导电性、耐热性和耐候性，同时还具有较高的比表面积和吸附性能。
这些特性使得炭黑成为一种重要的填料材料，特别是在橡胶工业中。
炭黑在橡胶中的作用机理主要有两个方面。
首先，炭黑能够增加橡胶的强度和硬度。
这是因为炭黑具有良好的填充效果，能够填充橡胶中的空隙，增加橡胶的密实性。
此外，炭黑的颗粒表面是不规则的，具有许多微小的凹陷和突起，这些微观结构能够增加橡胶的摩擦力，提高橡胶的抗滑性能。
因此，炭黑能够显著提高橡胶的机械强度和耐磨性能。
炭黑还能够提高橡胶的耐老化性能。
橡胶在长时间的使用过程中，容易受到氧气、紫外线等外界环境的影响，导致老化变硬。
炭黑具有良好的吸光性能，能够吸收紫外线，并将其转化为热能，从而防止紫外线对橡胶的破坏。
此外，炭黑还能够吸附橡胶中的有害气体，如臭氧等，减缓其对橡胶的氧化作用，提高橡胶的耐候性能。
除了以上作用机理，炭黑还有其他一些特殊的应用。
例如，在橡胶制品中，适量添加炭黑可以改善橡胶的导电性能，使其具有静电消散、防静电等功能。
此外，炭黑还可以用作橡胶制品的着色剂，通过调节炭黑的添加量和分散性，可以实现不同颜色的橡胶制品。
炭黑作为一种重要的填料材料，在橡胶工业中发挥着重要的作用。
通过填充空隙，增加橡胶的密实性，炭黑能够显著提高橡胶的强度和硬度；同时，炭黑还能够吸收紫外线，减缓氧化作用，提高橡胶的耐老化性能。
此外，炭黑还具有导电性能和着色功能，为橡胶制品的特殊需求提供了解决方案。
炭黑和橡胶的作用机理的深入研究，将有助于进一步提高橡胶制品的性能和质量，推动橡胶工业的发展。
炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性
炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性
炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性是指在高频电磁场作用下，该材料的电导率、介电常数和损耗因子等电学性能。
炭黑是一种常用的填充材料，可用于提高橡胶复合材料的机械性能和导电性能。
然而，炭黑的添加对复合材料的介电特性也有一定的影响，尤其在高频范围内。
以下是一些影响炭黑填充橡胶复合材料高频介电特性的主要因素：
1. 电导率：炭黑具有优良的导电性能，其添加可以增加复合材料的电导率。
在高频场下，电流更容易在炭黑填充体中流动，从而增加了材料的导电性能。
2. 介电常数：炭黑填充橡胶复合材料的介电常数会因炭黑填充体的导电性而增大。
在高频范围内，炭黑填充体的极化效应和界面效应也可能对介电常数产生影响。
3. 损耗因子：炭黑填充体中的电导损耗会导致复合材料的损耗因子增加，表现为能量在材料中的耗散。
此外，炭黑与基体的界面摩擦也可能导致局部损耗。
炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性研究可以通过实验测试和数值模拟等方法进行。
常用的实验方法包括高频介电测试仪、微波共振腔等，用来测量复合材料的介电参数。
数值模拟方法如有限元分析等可用于研究复合材料的电场分布和介电性能。
需要注意的是，炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性还受到其他因素的影响，如填充体的形态、体积分数、分散性等。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素的影响，并设计相应的复合材料配方以满足具体的工程要求。
纳米炭黑复合材料的制备及其应用研究
纳米炭黑复合材料的制备及其应用研究随着科技的不断发展，纳米材料已经成为一种热门研究领域。
纳米炭黑作为一种应用广泛的材料，在领域中也得到了广泛关注。
纳米炭黑复合材料的制备及其应用研究，一直是科学家们关注的问题。
本文旨在介绍纳米炭黑复合材料的制备方法及其应用领域研究。
一、纳米炭黑复合材料制备方法1. 溶液法在这种制备方法中，先将纳米炭黑与溶于有机溶剂的聚合物进行混合，搅拌至均匀分散。
然后将混合物蒸发至干燥，得到纳米炭黑复合材料。
这种方法制备的纳米炭黑复合材料具有良好的分散性和稳定性，可以在聚合物中较长时间保持均匀分散状态。
2. 静电纺丝法这种制备方法利用高压电场将纳米炭黑与聚合物纤维化，制备出纳米炭黑复合纤维。
这种方法制备的纳米炭黑复合材料具有高强度、高稳定性和高耐磨性，可以用于制备高性能复合材料。
3. 溶胶-凝胶法在这种制备方法中，先将纳米炭黑与溶胶混合，制备成胶体溶液。
然后通过加热、蒸发等方法将溶胶转化为凝胶。
最后将凝胶在高温下烧结而成。
这种方法制备的纳米炭黑复合材料具有高度的纳米化程度和均匀分散性。
二、纳米炭黑复合材料的应用研究1. 电池领域纳米炭黑复合材料可以提高电池的性能。
通过将纳米炭黑复合材料添加到电池正极材料中，可以大幅提高电池的充放电速率和循环寿命。
此外，纳米炭黑也可以应用于锂离子电池的负极材料，提高电池的能量密度和循环寿命。
2. 印刷和包装领域纳米炭黑复合材料可以应用于印刷和包装领域，制备出高度透明的包装膜和高对比度的印刷图案。
这种应用可以提高包装膜的透明性和印刷品的色彩饱和度，有利于提高商品信誉度。
3. 纳米传感器领域纳米炭黑材料具有良好的导电性和敏感性，可以用于制备出高灵敏度的纳米传感器，检测环境中的物理和化学参数。
例如，可以应用于制备生物传感器、烟雾传感器和气体传感器，可以检测人体生命迹象、烟雾浓度和气体成分等参数。
4. 催化剂领域纳米炭黑复合材料可以应用于制备催化剂，提高催化反应速率和选择性。
PF81_替代炭黑N66050_在橡胶标准配方中的应用研究
PF81替代炭黑N660在橡胶标准配方中的应用研究陈新中 孟巧玲 丁利虎 孟德凯 孙鲁光山东耐斯特炭黑有限公司摘 要：PF81填料是以优质硅、铝为基础材料，经过高分子材料表面改性、微细44应用技术APPLIED TECHNOLOGY表1 PF81替代试验方案一分析项目为100%定伸应力、200%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率。
表2 PF81替代试验方案二配方代号Q5Q6Q7天然橡胶300300300分析项目为老化前后100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率、DIM 磨耗量、磨耗指数、胶料比重、硫变性能等。
二、结果与讨论力下降26%，300%定伸应力下降22.5%；拉伸强力无明显差异，拉断伸长率逐渐增加，胶料邵尔A 型硬度降低，表明加入PF81替代N660后，填料的补强性能降低，填充作用增加。
2.用2份PF81替代1份炭黑N660后1.PF81部分等量替代N660的胶料性能对比由表3可以看出，使用等量的PF81替代N660，随着PF81替代量的增加，胶料定伸应力逐渐下降，其中当替代量达到30%时，胶料100%定伸应力下降19%，200%定伸应45应用技术APPLIED TECHNOLOGY胶料性能对比在胶料标准配方中改变PF81的添加量，用2份PF81替代1份炭黑N660，再进行对比试验，其结果见表4、表5。
表3 PF81部分等量替代N660的胶料性能对比配方代号Q1Q2Q3Q4100%定伸应力/MPa 3.28 3.11 2.85 2.66由表4可以看出，在150℃×180min 的硫化条件下，胶料老化前，随着PF81份数的增加，300%定伸应力呈下降趋势，100%定伸应力差异不大，200%定伸应力与300%表4 用2份PF81替代1份炭黑N660对胶料性能的影响结果配方代号Q5Q6Q7100%定伸应力/MPa 2.97 2.74 2.8846应用技术APPLIED TECHNOLOGY表5 用2份PF81替代1份炭黑N660对胶料性能的影响结果100%定伸应力/MPa 3.00 2.81 3.00定伸应力呈现相同趋势。
各种炭黑在橡胶中的作用
炭黑即碳黑（carbon black），是一种无定形碳。
轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10－3000m2／g，是含碳物质（煤、天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。
炭黑按性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。
炭黑可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也经常用于橡胶生产补强剂；炭黑按用途不同，通常分为色素用炭黑、橡胶用炭黑、导电碳黑和专用碳黑。
中国是世界上最早生产炭黑的国家之一。
在古时候，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。
1912年，人们发现炭黑对橡胶具有补强作用，从此炭黑逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。
炭黑一般是指碳单质微粒，一般是由于有机物燃烧不充分，其中的氢元素和氧元素转化为水，而碳元素燃烧不充分，就会脱离分子，形成炭黑。
用炉黑生产工艺可得到几乎所有粒径范围的炭黑，同一品种的炭黑，其粒子大小并不完全相同，呈现一个粒径分布范围。
一般来说，粒子较细的品种，粒径分布较窄。
颜料黑越细，炭黑聚集体之间接触点便越多，结果它们之间内聚力越强，当把颜料黑掺入料，即开始进行始炭黑均匀分布时，则对分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔开来，最终达到最高的黑度和着色。
炭黑的密度有两种，一种是真密度，即由组成炭黑的元素及结构（或晶体结构）确定，在没有特别说明的情况下，炭黑的密度指真密度；另一种是倾注密度或视密度，其随炭黑的加工条件变化而不同，需经常测定。
视密度主要为工程设备以及包装、贮运等容器的容积计算提供依据。
粒径小、结构高的炭黑倾注密度小。
粒子小、结构高、表面纯净和表面粗糙度大的炭黑导电性好。
橡胶技术网了解到，制备导电胶料时，炭黑的用量不能小于某一临界值，否则胶料中过少的炭黑不能形成导电通道或不能引发场致发射，使胶料的导电性不能达到要求。
炭黑在橡胶中的作用1。
增加橡胶制品的耐磨性和使用寿命（补强剂）2。
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炭黑在高压胶管内胶配方中的应用研究
作者：赵建勋
来源：《中国科技纵横》2016年第18期
【摘要】本文介绍了两种常用炭黑在高压胶管内层胶料中的应用研究，提出了影响高压胶管内层胶料的几个重要因素。
作者通过有限元分析和正交配方实验对市售几种通用炭黑和高耐磨炭黑进行研究对比，通过多项混炼胶物理指标和高压胶管脉冲性能指标综合考量，得出了选用N660作为高压胶管内胶补强剂其综合性能优于选用N330补强的结论。
【关键词】高压胶管内胶配方
N330是应用最为广泛的高耐磨型炉黑。
耐磨性比中超耐磨系列炭黑稍差，但优于槽法炭黑，是一种补强性能良好的炭黑，能赋予胶料较好的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。
在胶料中分散和压出性能也好，适用于各种合成橡胶和天然橡胶。
炭黑N660又称通用炉黑。
具有高定伸炉黑的高定伸应力，快压出炉黑的良好加工性能，半补强炉黑的高回弹性和细粒子炉黑的耐屈挠性，它适用于各种橡胶。
美国卡博特公炭黑是行业公认优良产品，该实验选用该公司生产的N660和N330有较强的代表性和稳定性。
1试验目标及实验设备
1.1内胶主要技术指标
1.2现有仪器及生产设备
XK-160型开放式炼胶机； XL6-0.5型双层电加热平板硫化机；GT-TCS-2000型拉力试验机，GT-M2000-4型无转子硫化仪及GT-7080-S2型门尼粘度仪， LX-A型橡胶硬度计、意大利毕玛公司脉冲试验机、90#挤出机、德国MR编织机。
2实验材料、配比及工艺
2.1主要材料
丁腈胶（NBR），牌号 1052、1042，台湾南帝；炭黑N660、N330（卡博特）；氧化锌，淄博海顺；二辛脂，齐鲁石化；其它均为橡胶工业常用原材料。
2.2基本配方
丁腈胶，100；氧化锌，5；N660，95.6；二辛脂，14.7；其它24.3。
2.3混炼工艺
小样试验在小型开炼机上混炼，混炼工艺为：生胶包辊，最小辊距，辊温45℃，薄通5次→加入小料→待吃粉完全后左右割刀各3次→加入炭黑等其它物料，左右割刀各3次→加入硫化剂，左右割刀各3次，最小辊距打3个竖卷，3个三角包，3mm辊距打3个竖卷，下片停放8h待测。
3性能测试
3.1 硫化特性
胶料的硫化特性采用无转子硫化仪按照GB/T 16584-1996《橡胶用无转子硫化仪测定硫化特性》进行测定，温度为180℃，时间为5min。
3.2胶料的门尼焦烧性能
胶料的门尼焦烧性能按照GB/T 1233-2008《未硫化橡胶初期硫化特性的测定用圆盘剪切粘度计》进行测定，温度为121℃，时间为1h。
3.3物理性能
硫化胶的拉伸强度按照GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测试》进行测定；绍尔A型硬度按照GB/T 531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶第一部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）》进行测试。
4数据对比
4.1物理性能
从表2可以看出： N660的混炼胶的焦烧时间明显长于N330的胶料，其压缩永久变形低，伸长率高。
经过工业性实验，大配合试验胶料性能与小配合试验胶料性能基本一致。
4.2 工艺性能
为进一步验证两种胶料的工艺性能，采用ф90型冷喂料挤出机进行2SN1/2内胶管体挤出试验，挤出工艺按喂料段55℃、挤出段70℃、塑化段50℃、机头80℃、螺杆50℃工艺进行。
从现场挤出工艺可以看出，N660胶料表面光泽度良好，N330挤出困难。
4.3 成品脉冲检测
规格 N330 N660
2SN1/2 （3条） 125000（接头漏） 250000（未坏卸下）
2-13 （3条） 108000（接头漏） 240000（未坏卸下）
2SN1/2 （3条） 118000（接头漏） 265000（未坏卸下）
5结语
在高压胶管内胶中采用N660作为补强炭黑，混炼加工过程生热小，性状专一，有很好的加工性能。
N660补强的成品混炼胶焦烧时间较长，门尼粘度适中，加工过程顺畅。
使用N660补强的高压胶管内胶，在成品胶管上经过验证，由于其压缩永久变形低，不易产生接头泄漏。
参考文献：
[1]缪桂韶.橡胶配方设计[M].广州：华南理工大学出版社，2001：246-254.
[2]杨清芝.现代橡胶工艺学[M].北京：中国石化出版社，126-128.
作者简介：赵建勋（1979—），男，山东海阳人，毕业于山东省轻工业学院高分子材料系，现工作于兖矿集团邹城金通橡胶有限公司，工程师，主要从事钢丝增强高压橡胶软管工艺原理、配方和加工设备的研究工作。