轮胎热裂解炭黑在轮胎胎体中的应用
炭黑在橡胶轮胎起什么作用？
炭黑在橡胶轮胎起什么作用？
炭黑主要用于橡胶工业中的轮胎为主要产品。
轮胎工业使用的炭黑约占整个橡胶工业所需炭黑的80%以上。
一般将各种机动车辆(包括摩托车)轮胎以外的其它橡胶产品统称为“橡胶制品”。
橡胶制品每年所消耗的炭黑大约占橡胶用炭黑的20%。
炭黑是补强填充体系中重要的补强填充剂，对橡胶胶料的物理机械性能和加工工艺都有重要影响，但对于胶料的耐热、耐油、耐腐蚀性介质等性能的影响远不及橡胶、硫化体系以及防护体系大和直接。
正由于这种缘故，一般橡胶配方人员对某种炭黑的具体性能指标不如炭黑技术人员重视，往往只重视选用某种类型炭黑，而不详细考察使用炭黑的具体指标，或通过不同品种炭黑并用，炭黑与无机填料并用达到制品的使用要求。
所以很难量化炭黑具体物化指标的影响。
裂解炭黑在叉车轮胎胎面胶中的应用
裂解炭黑在叉车轮胎胎面胶中的应用马立成1，韩理理1，魏玉山1，冷 帅1，孟德赢1，肖清晨1，唐效武2，薛 霖2（1.青岛伊克斯达科技有限公司，山东青岛 266400；2.青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛 266400）摘要：研究裂解炭黑（CBp）在叉车轮胎胎面胶中的应用。
结果表明：在胎面胶中以CBp等量替代炭黑N550，胶料的门尼粘度减小，使用20份CBp的胶料门尼焦烧时间相当，硫化胶的定伸应力和拉伸强度减小，拉断伸长率和撕裂强度增大，炭黑分散性下降；改性CBp硫化胶的耐磨性能优于CBp硫化胶。
使用CBp等量替代炭黑N550可显著降低生产成本。
关键词：废旧轮胎；裂解炭黑；叉车轮胎；胎面胶；耐磨性能；物理性能；生产成本中图分类号：TQ330.38＋1；U463.341＋.5 文章编号：1006-8171（2021）01-0022-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.01.0022近年来，我国每年产生的废旧轮胎数量正以8%～10%的速度急剧增大，2020年我国废旧轮胎产生量将达到2 000万t[1]。
废旧轮胎具有较强的抗生物、耐热和抗机械性能，难以自然降解，长时间存放于自然界会造成严重污染，被称为“黑色污染”，将带来严重的环境和社会问题[2-4]。
在废旧轮胎热裂解过程中，固相馏分和液相馏分最多，固相馏分占轮胎质量的30%～40%[5]，即为裂解炭黑（CBp），其来源是轮胎生产过程中的炭黑和添加了锌、钙、硅等无机元素的混合物以及在轮胎裂解过程中生成的碳质沉积物（二次反应的结果）。
这种组成成分使CBp不同于炭黑，限制了CBp在商业市场中的应用。
原料和裂解加工条件等工艺程序的差异可能会导致出现不同等级的CBp[6]。
根据E.L.K.Mui等[7]的研究，CBp最直接的用途之一是生产活性炭。
另一方面，尽管CBp的燃烧速度慢，但也可以用作固体燃料。
此外，还进行了一些脱矿处理以去除无机物和碳质沉积物，从而得到具有类似炭黑性质的CBp[8-9]。
废轮胎中试回转窑热解炭理化特性及应用前景
第32卷2004年 第3期6 月燃 料 化 学 学 报JOURNAL OF FUE L CHEMISTRY AND TECHNOLOGYVol 132 No 13Jun 1 2004文章编号:025322409(2004)0320312206废轮胎中试回转窑热解炭理化特性及应用前景张志霄1,2,池 涌1,阎大海1,严建华1,岑可法1(1.浙江大学热能工程研究所,能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室,浙江杭州 310027;2.杭州电子工业学院机电工程学院,浙江杭州 310018)摘 要:采用中试回转窑热解装置对废轮胎进行了热解研究。
在450℃～650℃温度范围内,热解炭的产率约为39%～44%,并具有高灰分(12%以上)和高硫含量特性。
热解炭孔容积随热解温度升高而增大,并在550℃时达到最大值。
在孔径约为50nm 处,热解炭的比孔容积具有最大值。
热解炭在CO 2和水蒸气气氛下,经活化可得到中等比表面积的活性炭(253m 2Πg ～306m 2Πg ),并具有较发达的中、大孔结构。
热解炭及其活性炭对亚甲基兰和Pb 2+具有良好的吸附性。
热解炭作为炭黑使用时,其炭黑特性(结构性等)和硫化胶特性低于高补强N 330炭黑。
热解炭黑可用作中、低补强性炭黑。
关键词:废轮胎;热解;回转窑;热解炭;中试中图分类号:X 705 文献标识码:A 收稿日期:2003208209;修回日期:2004203215 基金项目:国家自然科学基金(50076037) 作者简介:张志霄(19752),女,河北邯郸人,博士,工程热物理专业。
E 2mail :zhixiaozh @hotmail .com 据统计,目前全世界每年废轮胎产生量约为900×104t ,2000年我国废轮胎产量约80×104t ～90×104t ,并且呈迅速增长趋势。
废轮胎的合理处置已经成为一个全球性的环境问题。
废轮胎的热解处理是近年来发展起来的一种颇具潜力的处理方法。
沉淀法白炭黑在轮胎胎面中的应用
沉淀法白炭黑在轮胎胎面中的应用胎面是轮胎与路面接触的部位，要充足三个基本要求：一是具有较高的湿路面的抓着力或较好的牵引性，以确保车辆行驶及人员的安全；二是滚动阻力小，以节省燃油。
一般来讲，轮胎滚动阻力降低3%～4%，耗油量可削减1%。
基于胎面的滚动阻力约为轮胎的50%，降低其滚动阻力则是节省燃油的紧要途径；三是耐磨耗、使用寿命长。
胎面要获得上述性能，（白炭黑）特别是高分散性沉淀法白炭黑是必不可少的。
1、乘用轮胎胎面据报道，沉淀法白炭黑用在炭黑填充乘用轮胎胎面胶中可大幅度地改善轮胎的各项使用性能。
将具有高分散性的沉淀法白炭黑与特种溶液聚合物及硅烷偶联剂并用，再加上最佳的混炼工艺能克服因胎面胶的滞后损失降低，湿路面抓着性能随之降低的缺陷。
完全以白炭黑作为填充剂的胎面胶可使轮胎滚动阻力降低20%，这意味着胎面滞后损失降低了约50%，燃料消耗至少降低3%。
用36份沉淀法白炭黑，并掺入相当于沉淀法白炭黑用量3%的巯基硅烷偶联剂，构成填料总用量为72份的填充体系，经测试，乘用轮胎丁苯橡胶/聚丁二烯橡胶胎面胶的滚动阻力下降约25%，同时干、湿路面牵引性能无明显下降。
填充20份沉淀法白炭黑和40份N339炭黑的胎面胶，若使用TESPT偶联剂，则可获得平衡硫化效果，而且轮胎滚动阻力下降9%，胎面磨耗性能的变化微乎其微。
用沉淀法白炭黑代替炭黑（占原炭黑用量的40%～60%），并使用偶联剂（占沉淀法白炭黑用量的13.6%）经试验结果表明，以充油天然橡胶/聚丁二烯橡胶为主的乘用轮胎胎面，其冰面牵引力增大5%，滚动阻力下降18%，湿路面牵引力与对比轮胎的相等。
胎面磨耗性能几乎没有变化。
在天然橡胶/丁苯橡胶/聚二丁烯橡胶胎面胶讨论中，发觉增大沉淀法白炭黑用量，并使用有机硅烷，同时削减炭黑用量，可大幅度降低60℃时胎面胶的损耗角正切值。
该数值一直被人们认为是预期滚动阻力的量度指标。
在炭黑填充天然橡胶胶料掺用沉淀法白炭黑的讨论中，用3,3—二硫代二丙酸盐作硅烷偶联剂时，300%定伸应力、回弹性和硬度值有所提高，60℃时胎面胶的损耗角正切值下降。
阐述轮胎中炭黑的作用
阐述轮胎中炭黑的作用
轮胎中炭黑的作用主要有以下几点：
1. 增强轮胎的耐磨性：炭黑具有很高的耐磨性，能够增强轮胎的耐磨性能，提高轮胎的使用寿命。
2. 提高轮胎的抗拉强度和硬度：炭黑具有很高的抗拉强度和硬度，能够增强轮胎的抗拉强度和硬度，增强轮胎的稳定性和安全性。
3. 降低轮胎的热量和电阻：炭黑可以降低轮胎的热量和电阻，减少轮胎的发热量和电能损失，提高轮胎的能效。
4. 提高轮胎的抗滑性能：炭黑可以增加轮胎的摩擦系数和抗滑性能，提高轮胎的行驶稳定性和安全性。
5. 增强其他性能：炭黑还可以增强轮胎的其他性能，如耐老化性、抗裂性等，提高轮胎的使用寿命和安全性。
总之，在轮胎制造中添加适量的炭黑可以改善轮胎的性能，提高其耐磨性、抗拉强度、硬度、抗滑性能等，从而延长轮胎的使用寿命，提高行驶安全性。
沉淀法白炭黑在轮胎中的应用
相 比， 这 种技 术 可 使 燃 油 消耗 降 低 ３ ～４ ％， 并 使
轮 胎 的滚 动 阻 力 降 低 约 ２ Ｏ 。尽 管 白炭 黑 有 着 诸 多 问题 ， 如 生 产 成 本较 高 、 加 工 困难 ， 但 白炭黑 技术 的环境 和经 济优 势才 是最 重要 的 。 为何 这种 技 术 被认 为 如 此 具 有 革命 性 呢 ， 下
变 形 的影 响 。当轮 胎 胶 料 吸 收较 少 的能 量 时 （ 低
胶 料得 到补 强 。当粒 子 聚 集在 一 起 时 ， 初 级 粒 子
之 间就会 发 生相互 作 用 。聚集体 的密 集程 度通 常 取决 于结 构 ， 并决 定 着 内部 粒 子 在 聚集 体 中的 空
～
１ ２ ０ ｎ ｍ 的聚集 体粒 子 ， 正 是 这 些 粒子 使 得 橡 胶
变形程 度 相关 ； 换 言之 ， 是 与碎石 和路 面 的不平 整 度 的依 顺性 。橡 胶 胶料 具 有 良好 的抓 着力 ， 能 够 吸收大 量 的能 量 （ 高滞 后 胶 料 ） 。另 一 方 面 ， 滚 动 阻力则 又受 到低 频 变 形 的影 响 ， 即受 轮 胎 滚 动 时
表１ 白炭 黑 替 代 胎侧 胶 料 中 的 部 分炭 黑
够 保持 良好 的胎 侧整 体外 观 。笔者 在典 型轮 胎胶
料 中加 入 ５份 白炭 黑 ， 发 现 性 能 不 亚 于 常规 轮 胎 （ 表２ ） 。轮胎 制造 商也 通过 利 用沉 淀 法 白炭 黑替
代 胎 面 中的部 分炭黑 ， 来 降低 轮胎 胶料 的成 本 。
面做 了最 好 的 阐述 ： 轮 胎 的 抓 着性 能 与高 频 下 的
白炭黑在轮胎工业中的应用
白炭黑在轮胎工业中的应用白炭黑在轮胎工业中的应用白炭黑是橡胶工业重要的补强原材料,也被用于农药,饲料,牙膏和涂料等行业.随着人类社会对环保和节能的要求日益严格,促使对能够降低滚动阻力,节约油料的子午线轮胎和滚动阻力更低的"绿色轮胎"的需求快速发展.因此,白炭黑在轮胎工业中的消费量和产品品种也正在快速发展.一,白炭黑在轮胎中的应用情况在轮胎工业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性.也有些轮胎企业用于载重子午线轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少,一般为10~15份.近十几年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显着降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其磨耗仅有稍许降低.1992年,米其林公司最先推出了全用白炭黑补强的"绿色轮胎",其滚动阻力较之一般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显着.另外白炭黑也用于冬用(雪地)轮胎和高性能轮胎的胎面胶中.然而在国外,白炭黑售价相当于炭黑的140%,加上因添加偶联剂和胶料加工增加的费用,轮胎成本显着增加,而且单独使用白炭黑的轮胎抗静电性能不好.因此,目前在嗣李炳炎生产低滚动阻力的轮胎时,多采用炭黑和白炭黑并用的配方,以取得最佳的性能/成本效果.目前,国内轮胎行业白炭黑用量还不多,主要用在全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,一般配用白炭黑12~15份.在半钢子午线轮胎或轻卡轮胎的胎面胶中,除有的外资轮胎企业在生产高,中档轿车的原配轮胎以外,一般不用白炭黑.在国外,白炭黑主要用于轿车"绿色轮胎"和冬季轮胎的制造.在载重"绿色轮胎",全天候轮胎和工程机械轮胎中也开始应用.本文将着重介绍在"绿色轮胎"制造中的应用.人们对轮胎的基本要求有三.一是具有较高的湿路面的抓着力(抗湿滑性)或较好的牵引性,以确保车辆行驶及人员的安全;二是滚动阻力小,以节省燃油并减少废气的排放.一般轮胎滚动阻力每降低3%一4%,耗油量可减少1%.基于胎面的滚动阻力约为轿车轮胎的50%,载重轮胎的30%,因此降低胎面的滚动阻力是节省燃油的重要途径.轿车及载重轮胎各部位对滚动阻力的影响见图1;三是耐磨性好,使用寿命长.为了获得上述性能,白炭黑特别是高分散性白炭黑在胎面胶中的应用是必不可少的.在国外,白炭黑目前主要用于子午线轿车轮胎的胎面,其中用量较多的轮胎滚动阻力较低,被称图1轿车及载重轮胎各部位对滚动阻力的影晌为"绿色"轮胎,其次是用于子午线载重轮胎胎面, 以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少, 一般为10~15份.从图l可以看出,为了进一步降低轮胎的滚动阻力,除了加大胎面胶中自炭黑的用量以外,还应当在轮胎的其他部位采用白炭黑.二,白炭黑在配方中的用量1.轿车轮胎胎面最初的"绿色"轮胎是将高分散性白炭黑,溶聚丁苯胶和硅烷偶联剂并用,再加上优化的混炼工艺制成的.其滚动阻力可以降低20%以上,这意味着胎面滞后损失降低了约50%,燃料消耗至少降低3%. 与此同时,这种轮胎具有优良的牵引性,但耐磨性有所降低.这种轮胎胎面胶的白炭黑用量达到80份. 但是由于白炭黑的售价较高,加上因添加偶联剂和胶料加工增加的费用,使轮胎成本也显着增加,而且单独使用白炭黑的轮胎耐磨性和抗静电性能不好.因此,目前在生产低滚动阻力的轮胎时,多采用炭黑和白炭黑并用的配方,以取得最佳的性能/成本效果.在文献中有许多关于在轿车轮胎中应用白炭黑的报道,例如:(1)用36份白炭黑,并掺用相当于白炭黑用量3%的巯基硅烷偶联剂,构成填料总用量为72份的填充体系,用于轿车轮胎的SBR/BR胎面胶中,其滚动阻力下降约25%,同时干,湿路面牵引性能无明显下降.(2)填充20份白炭黑和40份N339炭黑的胎面胶,若使用TESPT偶联剂(Si69),则可获得平衡硫化效果,而且轮胎滚动阻力下降9%,胎面磨耗性能的变化微乎其微.(3)用白炭黑部分代替炭黑(占原炭黑用量的40%~60%),并使用偶联剂(di白炭黑用量的13.6%).试验结果表明,以充油NR/BR橡胶为主的轿车轮胎胎面,其冰面牵引力增大5%,滚动阻力下降18%,湿路面牵引力与对比轮胎的相等,胎面磨耗性能几乎没有变化.在NR/SBR/BR橡胶胎面胶研究中,发现增大白炭黑用量,并使用有机硅烷,同时减少炭黑用量,可大幅度降低60cC时的tan8.北京橡胶工业研究设计院曾对国外多种类型和规格轮胎的胎面胶进行剖析,欧洲市场195/65R15高性能轿车轮胎胎面胶的主要性能和配方特征见表1.从表1中可以看出:胎面胶在6ocC时的tan8与白炭黑的用量相关,即白炭黑的用量越多,60cC时的tan8越低,也就是滚动阻力越低.目前,白炭黑在轿车轮胎胎面中的用量最多为65份.硅烷偶联剂(Si69)是在白炭黑配方中最常用的偶联剂,为了使其更好分散,通常以称之为X50S的剂型,即按照质量份各50%的比例和N330炭黑的衷1欧洲市场195R15高性能轿车轮胎胎面胶的主要性能和配方特征注:①应含丙酮能抽出的防老剂,硬脂酸等组分;②含偶联剂,促进剂中的硫.混合物出售,Si69的用量一般为白炭黑的8%.由于Si69价格高,性能也有不足之处,因此已经开发生产了多种新型偶联剂,但是目前用得最多的还是Si69.2.载重轮胎胎面目前,白炭黑用于载重轮胎,主要为了提高胎面的抗刺穿能力和耐撕裂性.白炭黑特别适用于其胎面,因不仅可减少滚动阻力,而且行驶温度低.对载重轮胎来讲,行驶温度低或低生热是极其重要的.白炭黑与炭黑并用可改善载重轮胎胎面的各项使用性能.在填充60份N231炭黑的重型载重轮胎天然橡胶胎面胶的研究中,用30份白炭黑直接代替N231炭黑,再加入巯基硅烷偶联剂(用量为白炭黑用量的1%,即实际用量为3份),结果提高了胎面胶的抗割口和崩花性能.在此基础上,再增大白炭黑用量,同时使用巯基硅烷偶联剂的试验结果表明,对生热和胎面磨耗无不良影响.但是通常载重轮胎胎面在使用白炭黑后,其磨耗性能会降低.基于此,目前, 白炭黑在其胎面胶料中的用量一般为15份.北京橡胶工业研究设计院对国外多种规格的载重轮胎的胎面胶进行剖析,结果是有些试验轮胎不用白炭黑,使用白炭黑的轮胎一般用量为10~14份.在另一项已完成的载重轮胎天然橡胶胎面胶中用白炭黑部分代替炭黑的试验显示,高分散性白炭黑和常规白炭黑相比,在提高胎面胶的耐磨性,拉伸强度和撕裂强度方面具有明显优势,无论其用量大小均有效.用20份白炭黑代替载重轮胎丁苯橡胶胎面胶配方中的N234炭黑,结果滚动阻力降低,撕裂强度提高.据称,在天然橡胶载重轮胎胎面胶中,当以硅烷偶联剂改性的白炭黑完全代替N220炭黑使用时,滚动阻力减少了30%,湿路面牵引力保持不变, 胎面磨耗指数仅降低5%.综上所述,在载重轮胎胎面胶中,如何多用白炭黑,既实现降低滚动阻力,达到节约燃料,降低废气排放和提高牵引性,保证行驶安全的目的,又最低限度地降低耐磨性,延长使用寿命,还是一个需要进一步研究开发和工业化应用的重要课题.3.轮胎的其他部位(1)胎侧胎侧是一层能够保护胎体免受气候侵蚀的外层胶,它应当具有耐候性好,抗臭氧老化,耐磨耗,耐撕裂,耐周向及径向龟裂,疲劳寿命长等特性.为使胎侧具有抗龟裂和抗臭氧老化性能,现有轮胎胎侧一般都采用含有防老剂,抗臭氧剂和石蜡的NR/ BR橡胶并用的胶料.但是,防老剂耗尽后,会使胎侧变硬和龟裂;而抗臭氧剂和石蜡会使其褪色,且抗臭氧剂往往具有污染性.目前,延迟或减轻胎侧老化,并使其具有一个光亮表面的通行做法,除使用饱和弹性体如EPDbl与天然橡胶并用外,还使用白炭黑,因其能提高胎侧胶包括抗臭氧老化在内的物理性能.胎侧区滚动阻力占轮胎滚动阻力的10%,因此降低胎侧的滞后损失有利于节约燃料.试验表明,在炭黑补强的胎侧胶中掺用2.5份低pH值白炭黑后, 胎侧的耐候性能明显提高.在炭黑用量为42份的胎侧胶中,增加白炭黑的掺用量,但不超过10份,结果表明,在所有情况下,撕裂强度都得以提高,耐割口增长性能改善和滞后损失降低.另一试验表明,胎侧胶掺人不超过16份白炭黑,同样可收到上述效果.以9份白炭黑代替8份炭黑可使硫化胶的扯断伸长率增加13%～17%,撕裂强度增加15%一83%,抗割口增长性提高71%,滞后损失减少27%,抗臭氧龟裂性提高24%,但其硬度,拉伸强度和300%定伸应力均减少.(2)带柬层将白炭黑加入含有钴一硼络合物的钢丝压出胶料中的目的是降低橡胶的滞后损失,并改善橡胶与钢丝帘线的粘合性能.研究发现,当其并用时,帘线挂胶在蒸汽老化和湿气老化后的粘合力有显着提高,老化前耐疲劳性能亦有所改善,并提高了钢丝压出胶的撕裂强度.若掺用比表面积小的硅烷偶联的白炭黑,则胶料的加工性能更好,同时降低了成品生热.若再在配方中加入二苯胍作为硅烷偶联的白炭黑的共促进剂,则粘合力和其他物理机械性能进一步提高.用大量比表面积小的硅烷偶联的白炭黑代替N326炭黑,可获得撕裂强度极高,热老化和盐老化后粘合力保持极好的钢丝压出胶.(3)气密层用高分散性,低比表面积白炭黑和氨基硅烷偶联剂一起取代溴化丁基橡胶气密层胶中的半补强炭黑,可使诸如温升,E"值,tan8,拉伸强度等许多物理机械性能有所改善.用比表面积小的白炭黑(例如Zeosi185)完全替代炭黑,可降低卤化丁基橡胶气密层胶的滞后损失,在滚动阻力得到改善的同时,还可提高耐疲劳性,并具有较好的100%定伸应力老化稳定性.无论是否使用了白炭黑,溴化丁基橡胶气密层与天然橡胶胎体间的粘合都较差,若将1O份环氧化天然橡胶(ENR)和白炭黑掺入到溴化丁基橡胶胶料中,会显着地提高该气密层胶与胎体胶的粘合强度.另外,ENR还可改善透气性.使用时,白炭黑补强的溴化丁基胶气密层的生热相当小,其耐透气性比炭黑补强的好.三,白炭黑胶料的混炼由于白炭黑胶料的混炼是和硅烷偶联剂反应的过程,所以,混炼温度的控制范围很窄,而炭黑混炼温度的控制范围可以较宽.在实际混炼过程中,例如:使用330dm的密炼机时,密炼机内部的温度偏差≥20℃,这种偏差与转子的形状或加工条件有关. 因此,有必要将密炼机内的平均温度和最高温度控制在安全区内.甲硅烷化反应的最适宜温度为145℃~155℃,当温度达到160℃以上时,四硫化合物就会分解并析出游离硫,开始发生交联反应.当温度在145oI=以下时,硅烷偶联剂和白炭黑不发生反应,胶料的性能不能提高.另外,在混炼过程中,还有其他反应物产生,例如乙醇和水的蒸汽,需要除去.因此,混炼白炭黑时,比混炼炭黑需要更加严密的控制,才能得到性能较好的胶料.此外,还需要注意白炭黑对混炼设备的磨损和反应生成物对排放管道的腐蚀问题.四,轮胎用白炭黑的主要品种和规格当白炭黑和炭黑并用,而且份数不多时,常规的白炭黑可以满足使用要求,一般在胎面胶中,可以采用比表面积为150~220mE/g的白炭黑品种,在轮胎的其他部位中,可以采用比表面积为120—150mE/g 的白炭黑品种.但是如果份数较多时,就应当采用高分散性白炭黑和易分散性白炭黑.高分散性白炭黑(HDS)是一种具有高分散性且无粉尘的自炭黑产品,适用于"绿色"轮胎.易分散性白炭黑(EDS)是20世纪90年代中期开发的一种性能介于HDS和常规白炭黑之间的产品,其价格较HDS低,是一种性价比较好的替代HDS的产品.填充常规白炭黑的胶料,湿牵引性好,滚动阻力低,但耐磨性很不好.采用HDS或EDS后,由于白炭黑在胶料中分散状况较好,可以显着提高轮胎的耐磨性.白炭黑分散度和轮胎胎面耐磨性的关系见表2.表2白炭黑分散度和轮胎胎面耐磨性的关系注:耐磨系数越高越好.世界几大白炭黑公司都已生产了HDS和EDS品种.国外HDS和EDS的主要品种及其供应商见表3.表3国外HDS和EDS的主要品种及其供应商2.独特结构的高分散性白炭黑最近德固赛公司又研究开发了被称为第三代白炭黑产品的"独特结构的高分散性白炭黑",其分散性和补强性更好,该公司在介绍这种白炭黑的文章中,将上文所述的HDS和EDS产品统称为第二代白炭黑.这种白炭黑的性能特征是:(1)NSA显着高于CTAB比表面积常规产品和新型产品表面的比较见表4.表4常规产品和新型产品表面的比较从表4可以看出,NSA和CTAB比表面积之比,常规产品为1.0~1.2,新型产品为2.0—2-4.这种白炭黑的NSA虽然很高,但是因为分散性好,能使胶料具有较低的粘度,从而可以提高白炭黑的补强性能.(2)有多得多的孔隙和大孔容积采用压汞法可以测出这种新产品多孔而可塑,它比常规白炭黑有多得多的孔隙和大孔容积,导致其NSA与CTAB比表面积有不寻常的比值,并有相当高的结构.新产品的汞压入容积同常规产品的比较见表5.表5显示出新产品同常规产品的孔隙容积比较,结构越高越容易被橡胶分子渗入,分散就更好.表5新产品的汞压入容积同常规产品的比较ml/g (3)粒子表面粗糙采用透射电子显微镜(TEM)也能证实常规白炭黑与用新型白炭黑之间的差异.新型白炭黑粒子表面构造粗糙,正是这种新产品的NSA高的原因所在.由于CTAB分子很大,CTAB测定法不能测出这种差异.新型白炭黑粒子表面粗糙有可能是它在橡胶基质中的行为产生改变的原因.五,国内轮胎用白炭黑生产应用现状和趋势1.应用现状和趋势目前在国内轮胎生产中白炭黑用量还不多,据调查:在全钢丝载重子午线轮胎的胎面胶中,一般配用白炭黑12-15份;在半钢丝子午线轮胎或轻卡轮胎的胎面胶中,除有的外资轮胎企业在生产高, 中档轿车的原配轮胎时使用外,一般不用白炭黑; 在部分载重斜交轮胎的胎面胶中,开始配用5-12份白炭黑.研究表明,在载重斜交轮胎的胎面和胎体中配用6-12份白炭黑,能使轮胎的综合性能达到最佳;有的企业在工程轮胎胎面胶中配用7份白炭黑.在耐切割轮胎的胎面胶中配用35份白炭黑(但这种轮胎产量很少.)综上所述,目前国内在轮胎胎面胶中应用白炭黑主要是为了提高胎面的耐切割和刺扎性能,还没有把降低滚动阻力放在主导地位.但是随着汽车产量和保有量的迅速发展,以及石油消费量的增加和石油价格的上涨,特别是国内已经开始大力提倡对能源和资源的节约,对降低轮胎滚动阻力,降低油耗的需求也将随之增加.另一方面,我国轮胎出口量已达轮胎总产量的30%,其中近30%出口到欧洲和北美,这一市场对"绿色"轮胎也有较大需求.加以我国白炭黑售价相对较低,因此轮胎用白炭黑的需求亦将较快增加.2.国内轮胎用白炭黑产品质量和品种现状目前国内轮胎企业对白炭黑的质量要求,主要是补强性能要好,产品质量要稳定,分散性也要求好.但是由于配方中用量比例还不大,因此对高分散性白炭黑的需求还不太迫切.在大力发展"绿色" 轮胎的趋势下,对高分散性白炭黑的需求将快速增加.过去国内多数白炭黑企业装置规模小,自动化程度低,产品质量欠稳定,因此国内轮胎企业主要采用两家外资企业的产品.近几年国内已经有10多家白炭黑企业生产能力超过1万吨,已经有近20套万吨级的大型装置建成投产,其产品质量均已达到较好水平,故已经被轮胎企业采用.从2o03年国家炭黑质检中心对13家白炭黑企业产品质量的普查结果看,按化工行业标准考核均为合格品,其中11个样品的比表面积在140-190m2/g.国产白炭黑,除两家外资企业的产品外,南平嘉联,无锡恒亨和山东海化等规模较大的企业都生产了轮胎用白炭黑品种, 并在其产品样本中列出了具体规格,但是尚未包括高分散性白炭黑产品.据报道,上海九琛精细化工有限公司研制成功了无凝胶高分散性白炭黑产品,其特征是不含200 目水洗筛余物,填充这种产品的硫化胶中不出现白点.该公司用其产品和国内某家大公司的产品进行了对比,无凝胶白炭黑和有凝胶白炭黑物性,分散性对比见表6.表6无凝胶白炭黑和有凝胶白炭黑物性,分散性对比注:橡胶物性按国际标准配方实验室试验.六,小结1.随着对环保和节能的日益重视,降低轮胎滚动阻力,节约汽车燃料消耗,降低汽车废气排放量,将成为人们的普遍要求.发展绿色轮胎,是世界轮胎工业发展的必然趋势,也将是我国轮胎工业发展的废子午线轮胎胶制作再生胶的试验我国子午线轮胎的产量逐年增加,2005年45家轮胎企业综合外胎产量为1.55亿条,其中子午线轮胎产量为1.02亿条,比2004年增长29.26%,占总产量的65.60%,因此废子午线轮胎也将大量增加.当前废子午线轮胎销售不畅,价格低廉.因为高温动态脱硫法,用现在常用的活化剂生产出的再生胶,其物理性能及外观均达不到国家标准,因此需要开发新的再生剂.由于子午线轮胎中含有大量的丁苯胶和顺丁胶,小轿车胎尤其如此,单用活化剂420 已不适应废子午胎胶的再生,必须开发新的再生剂. 本文介绍笔者在某再生胶厂应用新开发的再生剂Z 的试验情况.一,实验部分1.主要原材料废子午线轮胎胶粉(30目);再生剂Z;煤焦油等原料.2.配方:A.废子午线轮胎胶粉(30目)0.2,再生剂Z2,煤焦油等30.B.废子午线轮胎胶粉(30目)0.4,煤焦油等27.3.脱硫工艺100,活化剂420100,活化剂420(1)首先将各种原料按配方称量后投入高温动态脱硫罐中.(2)脱硫条件:22MPa,210~C,保温1.5小时.(3)冷却后再经过捏炼和精炼即成再生胶.嗣董诚春二,物理性能两种配方制得的再生胶与标准物理性能对比见表1.项目门尼粘)~/ML拉伸强度/blPa扯断伸长率注:该买验用的胶粉是外购30目钢丝轮胎胶粉,应属于A3轿车子午线轮胎,可能还掺有其它杂胶.如果厂家是自制钢丝轮胎胶粉,其物理性能还会高一些.外购胶粉应检测灰分量,其灰分量不应超过8%(国家标准).由检测数据可知,配方A的物理性能高于配方B,配方A的拉伸强度高于A1标准,扯断伸长率高于A3标准,可用于各种橡胶制品,经改进后其扯断伸长率可以达到A2标准.再生胶的外观质量:配方B制成的再生胶表面有许多小颗粒,而配方A制成的再生胶表面的微小颗粒很少.三,经济效益斜交胎30目胶粉市场价为2200元/吨,而子午线轮胎30目胶粉市场价为1700元/吨,每吨可降低成本500元.年产1000吨的小厂,年可增加经济效益50万元.如果是年产万吨的大厂,自行购进废子午线轮胎,自制胶粉,其经济更显着.再生剂Z已工业化生产,价格低廉.口必然趋势.2.在轮胎中,特别是胎面胶中,应用白炭黑是降低轮胎滚动阻力的有效措施,国内生产的白炭黑价格相当于,甚至低于炭黑的价格.因此,建议轮胎企业研究在胎面胶和其他轮胎部位中,开发多用白炭黑的配方和工艺,这样可以在保持或降低成本的基础上提高轮胎质量,更好地满足用户需求.3.建议白炭黑生产企业要在努力提高并稳定现有轮胎用白炭黑品种基础上,从强化工艺和改进设备两个方面着手,研究开发和生产补强性能和分散性能更好的高分散性白炭黑品种,更好地满足轮胎工业的需要.口。
高分散白炭黑在绿色轮胎中的应用
安全性高
高分散白炭黑不含对人体有害的物质，符合环保要求。
生产工艺与技术
气相法
通过高温裂解气态烃类化合物制 备高分散白炭黑，产品纯度高、 粒径小、分散性好。
液相法
以硅酸盐或硅化合物为原料，通 过酸或碱催化水解制备高分散白 炭黑，产品成本较低。
表面改性
为了提高高分散白炭黑与橡胶的 相容性，需要进行表面改性处理， 如硅烷偶联剂处理等。
03
高分散白炭黑在绿色轮胎中的应用
提高轮胎的耐磨性
耐磨性是轮胎的一项重要性能指标，高分散白炭黑能够均匀 分布在轮胎材料中，增强轮胎的抗磨损能力，延长轮胎的使 用寿命。
高分散白炭黑具有较高的比表面积和良好的表面活性，可以 与轮胎材料形成紧密的结合，提高材料的韧性和抗撕裂性， 进一步增强轮胎的耐磨性能。
改善湿抓地力
多样化的应用领域
高分散白炭黑有助于提高轮胎在湿滑路面 上的抓地力，增强行车安全性。
高分散白炭黑不仅适用于汽车轮胎，还可 应用于工程机械、农业机械等领域的轮胎 制造，具有广泛的应用前景。
02
高分散白炭黑的基本特性
物理性质
粒径小
高分散白炭黑的粒径通常在1030纳米之间，具有极高的比表面 积，能够提供良好的补强性能。
高分散白炭黑在绿色轮胎 中的应用
• 引言 • 高分散白炭黑的基本特性 • 高分散白炭黑在绿色轮胎中的应用 • 高分散白炭黑在绿色轮胎中的优势与
挑战 • 高分散白炭黑在绿色轮胎中的未来发
展
01
引言
绿色轮胎的定义与重要性
定义
绿色轮胎是指采用环保材料和技术制 造的轮胎，旨在降低轮胎生产和使用 过程中的环境污染。
废轮胎裂解炭黑热值
废轮胎裂解炭黑热值炭黑是一种广泛应用于橡胶、塑料、油墨、颜料等行业的重要材料。
而废轮胎裂解炭黑则是通过对废弃轮胎进行高温裂解而得到的一种炭黑产品。
炭黑热值是指单位质量炭黑所释放的热量，它是评价炭黑质量的重要指标之一。
废轮胎裂解炭黑的热值与其物化性质、生产工艺以及原料来源等因素密切相关。
一般来说，热值高的炭黑意味着其能够在燃烧过程中释放更多的热量，具有更好的燃烧性能。
而热值低的炭黑则意味着其燃烧性能较差。
废轮胎裂解炭黑的热值与其生产工艺密切相关。
在废轮胎裂解过程中，通过适当的加热和控制裂解温度，可以调节炭黑的热值。
通常情况下，高温裂解可以得到热值较高的炭黑，而低温裂解则得到热值较低的炭黑。
因此，生产厂家可以通过调整裂解温度来控制炭黑的热值，以满足不同应用领域的需求。
废轮胎裂解炭黑的原料来源也会对其热值产生影响。
废轮胎的组成复杂，含有橡胶、钢丝、纤维等多种成分。
不同种类的废轮胎裂解炭黑的热值差异较大，这与原料的含碳量、硫含量等有关。
一般来说，含碳量高的原料会得到热值较高的炭黑，而含碳量低的原料则得到热值较低的炭黑。
废轮胎裂解炭黑的热值对于其应用具有重要意义。
在橡胶行业中，炭黑是一种重要的增强剂，可以提高橡胶制品的强度、耐磨性和耐候性。
热值高的炭黑具有更好的增强效果，可以使橡胶制品更耐用。
在塑料行业中，炭黑也可以用作填充剂，用于增加塑料制品的强度和硬度。
同时，炭黑还可以用于制造油墨和颜料等产品。
然而，废轮胎裂解炭黑也存在一些问题。
首先，由于废轮胎的来源不确定性，炭黑的质量可能存在一定的波动。
其次，废轮胎裂解炭黑的生产过程对环境造成一定的污染。
在裂解过程中，会产生大量的有害气体和固体废弃物，如果处理不当，可能对环境和人体健康造成影响。
废轮胎裂解炭黑的热值是评价其质量的重要指标之一。
热值高的炭黑具有更好的燃烧性能，适用于多个领域的应用。
然而，废轮胎裂解炭黑的热值受到多个因素的影响，包括物化性质、生产工艺和原料来源等。
废旧轮胎热裂解炭黑在全钢载重子午线轮胎内衬层胶中的应用
废旧轮胎热裂解炭黑在全钢载重子午线轮胎内衬层胶中的应用王静,黄义钢，王越，王建功，李志鹏(青岛双星轮胎T业有限公司，山东青岛266400)摘要：研究改性裂解炭黑在全钢载币:子午线轮胎内衬层胶中的应用，结果表明：在内衬层胶中采用改性裂解炭黑等量替代部分炭黑N660.胶料的门尼焦烧时间和硫化特性相近；硫化胶的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增大，耐屈挠疲劳性能和气密性能相当；成品轮胎的高速和耐久性能符合企业标准要求，同时可降低胶料成本关键词:裂解炭黑;全钢载重子午线轮胎；内衬层胶；气密性能中图分类号:TQ330.38+1；U463.341+.3/.6文献标志码：A近年来，随着全球汽车工业的高速发展，各国汽车拥有量与日俱增，随之而来的是汽车废旧轮胎越积越多，严重危害人类赖以生存的环境，破坏生态平衡。
为缓解环境压力、降低污染，废旧轮胎回收利用迫在眉睫。
目前，对废旧轮胎回收循环利用最有效、最环保的方法就是采用热裂解技术处理废旧轮胎⑴。
为落实国家倡导的“绿色发展”新理念,2017年我公司自主研发了废旧轮胎热裂解技术，初步实现了废旧轮胎循环利用的“零排放、零残留、零污染、全利用”目标。
热裂解废旧轮胎经过粉碎、除杂、高温热裂解去除裂解产生的油气，再经过浮选去除钢丝等杂质即可得到高碳素物质，称为裂解炭黑⑵。
裂解炭黑经过改性处理后可重新作为原材料应用到轮胎中，从而实现废旧轮胎资源循环利用⑶。
本工作研究酸处理后的改性裂解炭黑在全钢载重子午线轮胎内衬层胶中的应用，以期降低胶料成本，同时实现资源循环利用，减少环境污染，为橡胶行业绿色经济发展做出贡献1实验1.1主要原材料天然橡胶(NR),20"标准胶，马来西亚产品；作者简介：王静仃989-),女，山东济宁人，青岛双星轮胎丁业有限公司丁程师.博士，从事轮胎新材料应用与胶料配方开发研究：E mail:wangjingyjy@ 文章编号:1006-8171(2019)01-0028-04DOI：10.12135/j.issn.10068171.2019.01.0028氯化丁基橡胶(CIIR),牌号1068,埃克森美孚化工有限公司产品；丁苯橡胶(SBR),牌号1502,中国石化齐鲁石化股份有限公司产品；炭黑N660.卡博特(中国)投资有限公司产品；改性裂解炭黑，双星伊克斯达科技有限公司产品；轻质碳酸钙，浙江天石纳米科技股份有限公司产品；环保填充油.牌号NAP10,中国石油辽河石化公司产品；氧化锌(ZnO-80),莱茵化学(青岛)有限公司产品；促进剂DZ,山东尚舜化工有限公司产品。
废轮胎裂解炭黑的深加工及应用研究
废轮胎裂解炭黑的深加工及应用研究作者：牛勇超来源：《装备维修技术》2020年第07期摘要：想要获得具有优良性能的超细改性裂解炭黑，就应在废轮胎裂解炭黑的原料基础上，采取多种工艺技术，例如表面改性、粉碎分级等，以提高优良性能炭黑的产出率。
从大量的天然橡胶应用实验数据中能够看出，充分利用超细改性裂解炭黑并将其填充至天然橡胶中后所获得的应用性能极佳，具有较为广阔的应用前景。
关键词：废轮胎;裂解炭黑;加工;应用高温裂解作为废旧轮胎的常见处理方式，不仅在原本利用废旧轮胎的方式基础上提高了其利用率，其利用质量也在不断提升，同时生产的各个环节中不会产生对于环境的二次污染。
无氧高温裂解的方式是制取炭黑的主要手段，在900摄氏度的条件下，轮胎此时的橡胶转化率为55%左右，此种情况下产生的炭黑质量分数在0.06至0.08之间，其密度达到工业炭黑级别，质量较高。
随后在此基础上，专家学者们经过对技术不断的改进与实验研究，发现在加入1%脱硫解塑剂的情况下，使温度达到350摄氏度至450摄氏度之间能够获得裂解的最佳效果，最终形成的炭黑也能够通过应用标准测定[1];作为当前较为先进的炭黑制取方式，真空蒸馏分解法的应用效果较好，所获得的炭黑也具有质量佳、稳定性好的特性。
但从我国当下的炭黑制取情况看，由于工艺及设备与发达国家之间仍具有一定差距，所获得的炭黑颗粒具有较粗特征，不仅杂质过多，其表面活性也与应用标准存在着较大差异，十分不利于橡胶产品的二次利用。
不仅产生了废旧橡胶制品大量堆积以至于污染环境的问题，也造成了较大的资源浪费。
1 、裂解炭黑构成与超细化加工流程1.1裂解炭黑化学组成结合应用X射线荧光光谱仪针对炭黑性质采取定量分析方式，能够最终测定其中的杂质组成情况，如表1所示。
从表中数据可以看出，其中的杂质组成仍然能够提取较多的有效物质，例如氧化镁或是氧化锌等，这些无机化合物均能够在后期利用环节中作为硫化促进剂的主要成分，以用于增强硫化机对胶料的交联程度[2];其中的氧化锌或是锌盐同样能够在特定环境状态下与硫化胶多硫交联键之间发生反应，在使其中原子数大幅度减少的同时，硫化胶也会由于这一因素的影响改变其应力松弛程度，在松弛速度明显降低的情况下，其对应展现的热稳定性能反而会同时提升。
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。
高值化裂解炭黑在子午线轮胎气密层胶和胎圈护胶中的应用
286 轮 胎 工 业2024年第44卷高值化裂解炭黑在子午线轮胎气密层胶和胎圈护胶中的应用汪 燕，崔雪静，徐 旗，李崇兵[浦林成山（山东）轮胎有限公司，山东荣成 264300]摘要：研究高值化裂解炭黑在子午线轮胎气密层胶和胎圈护胶中的应用。
结果表明：高值化裂解炭黑的灰分含量和总硫含量相较于炭黑N330和炭黑N660偏大，压缩DBP吸收值和CTAB吸附比表面积与炭黑N660基本相当，氮吸附比表面积与炭黑N330基本相当；在气密层胶配方中，以高值化裂解炭黑等量替代炭黑N660，对胶料的硫化特性、物理性能、气密性和动态力学性能无不良影响；在胎圈护胶配方中，以高值化裂解炭黑增量替代炭黑N330，如15份高值化裂解炭黑替代10份炭黑N330，胶料的各项性能满足使用要求。
关键词：高值化裂解炭黑；子午线轮胎；气密层胶；胎圈护胶；物理性能；动态力学性能中图分类号：TQ336.1＋1；TQ330.38＋1 文章编号：1006-8171（2024）05-0286-05文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2024.05.0286全球每年有数千万吨废橡胶产生，如何对其进行有效处理早已成为全社会普遍关注的问题。
目前，废旧轮胎的回收处理方法主要有轮胎翻新、生产胶粉和再生胶、裂解处理等[1-3]。
其中废旧轮胎热裂解可最大程度地回收废轮胎中的各类资源，帮助废轮胎再次进入产业链[4-9]。
废旧轮胎热裂解得到的产物经过改性后可实现高值化，并重新作为轮胎生产的原材料[10-15]。
本工作研究高值化改性的裂解炭黑（又称高值化裂解炭黑）在子午线轮胎气密层胶和胎圈护胶中的应用，以为后期高值化裂解炭黑的应用提供数据支持。
1 实验1.1 主要原材料天然橡胶（NR），SMR20，马来西亚产品；顺丁橡胶（BR），牌号9000，山东万达化工有限公司提供；氯化丁基橡胶（CIIR），美国埃克森美孚化工公司产品；炭黑N330和N660，国内A企业产品；高值化裂解炭黑，国内B企业产品。
白炭黑175GR在载重轮胎胎面胶中的应用
图 6 硫化胶撕裂强度( kN ·m- 1 ) 等值曲线
表 3 大配合试验胶料硫化特性
项 目
门尼粘度[ ML (1 + 4) 100 ℃] 门尼焦烧时间 (127 ℃) / min t5 t35 硫化仪数据 (185 ℃) ML / (dN ·m) M H/ (dN ·m) ts1/ min t90/ min
由此看来试验配方胶料具有高强度高抗撕裂性能高弹性和低生热性能另外与生产配方相比试验配方胶料混炼时包辊性能良好胎面挤出时口型温度较低胶片表面平整光亮等值曲线冲程71mm负荷pa温度55上升趋势且炭黑的影响比白炭黑大大配合试验根据小配合试验结果结合公司对胎面胶的指标要求炭黑20白炭黑10其它补强剂20氧化锌其它100炭黑53用试验配方进行大配合试验并与生产配方进行比较其结果见表可以看出与生产配方胶料相比试验白炭黑175gr在载重轮胎胎面胶中的应用359条分别进行物理高速和耐久性能试验结果见表试验配方生产配方高速性能试验轮胎损坏情况耐久性试验轮胎情况1101201463胎肩脱空100110122016pr成品轮胎胎面胶物理性能试验配方生产配方上层胶下层胶上层胶下层胶密度300定伸应力pa拉伸强度pa拉断伸长率阿克隆磨耗量cm胎面与缓冲层粘合强度10024老化后拉伸强度变化率11111601215402001106111096010150018011146012153018611015101850100完好50100完好试验条件为气压810pa负荷630kg先分别以556070然后以120km试验条件为气压810pa负荷630kg先分别在65140的负荷率下分别运行1624101010然后在150的负荷率下运行至100可以看出300定伸应力拉伸强度和扯断伸长率较高胎面与缓冲层可以看出与生产配方轮胎相比试验结论白炭黑175gr与炭黑采用适当的比例并用14届中国轮胎技术研讨会论文applicationsilica175grg2meibeijingshouchuangtirecobeijing100096chinaabstractapplicatiosilica175grtirewanvestigatedregressiodesignmethoresultshowehecompressioheatbuild2updecreasedremakablcombiningsilica175grndcablackwitblendingratiohesametimeresistndreboundresiliencemprovedsignificantsilestrengtndelongationcreasedcrackresistncewaalsomprovedslightkeywords
废旧轮胎裂解炭黑在斜交胎内胎的应用研究
炭黑以及 N660 工业炭黑以不同比例应用在内胎中，对内胎各项性能的影响。试验结果表明 ：裂解炭黑等量替代 N660 后，胶料
的硬度、定伸强度、撕裂强度等均有小幅降低，气密性明显提升 ；FN331 相比 FN660，胶料的综合性能及成品内胎性能更接近原
生产配方，满足国标标准。
关键词 ：废旧轮胎 ；裂解炭黑 ；斜交胎 ；内胎
基 金 项 目 ：2 0 1 8 年 国 家 重 点 研 发 计 划 课 题 裂 解 固 相 产 物 在 轮 胎 中 高 效 再 利 用 技 术 项 目 （ 立 项 编 号 ：2 0 1 8 Y F C 1 9 0 2 6 0 4 ）
收 稿 日 期 ：2 0 2 1 - 0 4 - 0 7
2021年 第47卷
通过热解可将废轮胎热解为油气、裂解炭黑等。 现裂解炭黑的现状是在工业化生产中，大都没有配置 炭黑深加工生产线，少数企业只是对废轮胎裂解炭黑 做了简单处理，裂解炭黑还达不到使用于轮胎制造的 标准要求。因此，提高废轮胎裂解炭黑的品质，从工 艺技术上完成裂解炭黑的深加工非常重要，具有重要 的经济和社会意义 。 [6~8]
理论与研究
马立成 等·废旧轮胎裂解炭黑在斜交胎内胎的应用研究
废旧轮胎裂解炭黑在斜交胎内胎的 应用研究
马立成，陈晓燕，王贝贝，滕晶晶，冷帅，黄义钢 ( 双星集团有限责任公司 , 山东 青岛 266400)
摘要 ：本文研究了两种不同型号的废旧轮胎裂解炭黑 FN660 和 FN331 在斜交胎内胎中的应用，探究了 FN660 和 FN331 裂解
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废旧轮胎裂解炭黑在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用
动态力学性能测试条件：采用温度扫描模式， 频率 10 Hz，预拉伸 7%，动态应变 0. 25%，温 度范围 －40～80 ℃，升温速率 2 ℃·min-1。
其他性能均按照相应的国家标准进行测试。
SBR1502 25. 6，SBR1723 57. 1，SSBR 45. 2，炭黑N375 38，高分散性白炭黑 45，硅烷 偶 联 剂TESPT 7. 5，TDAE 11，其 他 15，CBp 变量。 1. 3 主要设备和仪器
1. 5 L BB-1600IM 型 密 炼 机，日 本 株 式 会 社 神 户 制 钢 所 产 品；BL-6175-AL型 高 低 温 开 炼 机，宝 轮 精 密 检 测 仪 器 有 限 公 司 产 品；XLB-D 500×500×2型平板硫化机，浙江湖州东方机械有 限公司产品；PREMIER MDR型无转子硫化仪，美 国 阿 尔 法 科 技 有 限 公 司 产 品；5965 型 电 子 万 能 材 料试验机，美国Instron公司产品；WAH17A型邵尔 A型硬度计，英国Wallace仪器有限公司产品；Digi test II型高低温回弹试验机，德国博锐仪器有限公 司 产 品；GT-7012-A型 阿 克 隆 磨 耗 试 验 机 和GT7012-D型DIN磨耗试验机，高铁检测仪器（东莞） 有限公司产品；EPLEXOR 500N型动态热机械分 析（DMA）仪，德国耐驰仪器制造有限公司产品。
E-mail：jiangongwang2015@163. com
2564S，中国石油天然气股份有限公司产品。炭黑 N375，卡博特（中国）投资有限公司产品。CBp，双 星伊克斯达科技有限公司产品。高分散性白炭黑， 牌号1165MP，无锡确成硅化学有限公司产品。硅 烷偶联剂TESPT，威海和谐硅业有限公司产品。环 保芳烃油（TDAE），宁波汉圣化工有限公司产品。 1. 2 试验配方
废旧轮胎热裂解炭黑应用研究
废旧轮胎热裂解炭黑应用研究前言废旧轮胎被称为“黑色污染”，据统计，现在中国废旧轮胎每年产生量已超过1000万吨以上，而且每年以8-10%的速度增加，如何处理废旧轮胎，一直是世界公认的环保难题。
废旧轮胎综合利用方面，我国已初步形成废旧轮胎翻新再制造、废轮胎生产再生橡胶、橡胶粉和热裂解四大业务板块。
热裂解技术是废轮胎在缺氧或者惰性气体存在的条件下将橡胶高分子在合适的温度下裂解为裂解气、裂解油和裂解炭黑，裂解气是轮胎热解的能量来源，油品和再生炭黑为废轮胎热解的主要产品，而从产品的品质和价格角度看，再生炭黑是轮胎热解的关键产物，其品质和市场应用制约着废轮胎热解回收过程的经济性。
本文对废轮胎热裂解炭黑的基本性能和在力车胎内面胶中的应用做了初步探讨。
1. 主要仪器与设备M2000A密闭模硫化仪，GT-7080S2门尼粘度仪，高铁检测仪器有限公司； WGL-2500BII拉力试验机，高铁检测仪器有限公司； 45吨平板硫化机，无锡第一橡胶机械有限公司；实验室用6″炼胶机，上海橡胶机械厂。
2、热裂解炭黑化学性能分析分析：与常规炭黑相比，主要区别是灰分较高，分析这与轮胎裂解后其中氧化锌、白炭黑等无机物裂解残留有关。
3、采用炭黑基本配方，与参比炭黑、N220、N330、N660做对比试验基本配方：天然橡胶100.00，硬脂酸3.00，氧化锌5.00，促进剂DM0.60，硫磺2.50，炭黑50.00，总计161.10。
3.1硫化仪数据分析试验结果分析：（1）与通用补强炭黑相比，热裂解炭黑MH偏低，表明热裂解炭黑对橡胶补强造成的模量低，在一定程度上反映补强效果相对通用补强炭黑偏弱。
在ML偏小这个数据也说明这一点。
（2）与通用补强炭黑相比，其焦烧时间延长，对胶料的安全性产生有利的影响。
（3）与通用补强炭黑相比，胶料的T90缩短，代表硫化速度较快，但这也与胶料模量低，提前完成交联过程有关。
3.2物理性能测试注：因热裂解炭黑硫化速度相对较快，拉力试验测试两个时间点。
白炭黑在轮胎中的应用
, 。
在室 温
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,
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机 械强 度 高 ( 即 使在 高温 下 ) 低 温性 能 好 , 耐 压 缩 永久 变 形性 能很 好 ,
而 且还特 别适 合 于 汽车
军 事 /航 空 航
废轮胎热解炭黑的深加工与综合利用
废轮胎热解炭黑的深加工与综合利用作者：牛勇超来源：《大众科学（周刊）》2020年第25期摘要：资源型社会的构建离不开各行业的支持，对于轮胎加工行业来说，充分充实废旧轮胎的处理环节能够积极对应生态效益产生的要求。
通过化学方式将橡胶脱硫化处理是目前广泛应用的方式，为保证再生胶技术的成熟度，应当积极寻找技术提升的方法，避免酸性废料的溢出。
本文将以热解炭黑过程为例，浅谈炭黑深加工的方法和具体应用。
关键词：热解炭黑;深加工;利用引言废旧轮胎热解炭黑是人们资源利用意识提升的表现，为了达到回收处理的效果，要积极探究提升回收率的办法，避免二次污染。
下文将具体介绍废轮胎热解炭黑的深加工办法。
1 废轮胎热解炭黑的深加工1.1 研磨过程热解炭黑的深加工中，第一步要对废轮胎采用研磨的方式，将炭黑有效的解离出来。
研磨过程对于热解炭黑的效果有着促进作用，结合混炼原理，炭黑结构的尺寸与研磨的程度有关，并且在研磨中添加的填料起到补强的作用，决定了分散尺寸。
研磨采用的主要方法是，利用双筒体的震动作用，结合混炼工艺中橡胶的硫化性能，将废旧轮胎尽可能的研碎，接着将研碎极细颗粒通过单转子分级机，在超细气流的作用下，使不同颗粒大小的废轮胎分级。
需要注意是，为保证裂解炭黑直径维持在稳定的范围内，应当将分级机的转速调节到800转每分钟。
结合电镜图片的扫描结果，可以发现，废轮胎中的炭黑粒子在经过高强度的研磨作业后，其粒子直径较原始直径大幅度缩小，每个炭黑粒子间的距离也随之减小，每个粒子间的粘附作用更为紧密。
出现此种现象的原因是，在研磨过程中，双筒体的振动功效使炭黑表面活性提升，充分发挥出补强橡胶的物理性能，使得炭黑粒子间更容易形成团聚的形态，不利于分散到橡胶中，因此要对裂解炭黑予以化学改性处理[1]。
1.2 去灰分处理过程去灰分处理包含化学改性的步骤，其作用原理是通过多步骤的酸碱洗，并适当添加化学制剂，达到去灰分的效果。
由于在轮胎的制作过程中，为保证轮胎的强度在其中加入大量的配合助剂，而这些助剂在裂解中随着过程的不断深入，会分散到CBp中，导致裂解炭黑中含有大量的灰分。
关于轮胎裂解炭黑的标题
关于轮胎裂解炭黑的标题
（实用版）
目录
1.轮胎裂解炭黑的概念与应用
2.轮胎裂解炭黑的价格与市场
3.轮胎裂解炭黑对轮胎行业的影响
正文
一、轮胎裂解炭黑的概念与应用
轮胎裂解炭黑是一种通过废轮胎热解过程提取的炭黑产品。
在轮胎制造过程中，炭黑作为一种重要原料，可以增强轮胎的耐磨性和抗老化性能。
轮胎裂解炭黑的应用范围广泛，不仅可以用于轮胎生产，还可以应用于其他橡胶制品、塑料、涂料等行业。
废轮胎裂解炭黑在轮胎领域的应用，通常采用部分取代方式，即将裂解炭黑与普通炭黑混合使用。
这种方式可以在不影响轮胎整体质量的前提下，降低生产成本。
值得注意的是，轮胎制造过程中添加的锌氧粉和硫磺在废轮胎裂解过程中无法去除，因此裂解炭黑中的这些成分会对轮胎性能产生一定影响。
二、轮胎裂解炭黑的价格与市场
轮胎裂解炭黑的价格受市场供求关系、原材料价格、生产成本等因素影响。
阿里巴巴等电商平台可以为您提供最新的轮胎裂解炭黑价格、批发价格等行情走势。
同时，您还可以了解市场价格、批发价格等相关产品的价格信息，为您订购产品提供全方位的价格参考。
三、轮胎裂解炭黑对轮胎行业的影响
轮胎裂解炭黑的出现，为轮胎行业提供了一种降低生产成本的方式。
通过使用裂解炭黑，轮胎企业可以在保证产品质量的前提下，降低生产成
本，提高竞争力。
然而，轮胎裂解炭黑中的锌氧粉和硫磺等成分对轮胎性能的影响仍需关注。
在轮胎裂解炭黑的生产和应用过程中，需要加强对这些成分的管理和控制，以确保轮胎性能和使用安全。
总之，轮胎裂解炭黑作为一种废轮胎热解产品，在轮胎行业具有广泛的应用前景。
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１ 实 验 １．１ 主 要 原 材 料
天 然 橡 胶 （ＮＲ），１ 标 准 胶 ，海 南 农 垦 集 团 产 品 ；丁苯 橡 胶 （ＳＢＲ），牌 号 １５００，中 国石 油 吉 林 石 化公 司产 品 ；炭黑Ｎ３３０，Ｎ５３９和Ｎ６６０，浙 江清泉 化 工有 限公 司产 品 ；轮 胎热裂解 炭黑ＲＴ—Ｆ０４，浙 江万 盛新 型材料有 限公 司产 品 。 １．２ 试 验 配 方
炭 黑 基 本 性 能 试 验 配 方 ：ＮＲ １００，炭 黑 （变 品种） ５０，氧 化锌 ４，硬 脂 酸 ２，硫 黄 ２．５，促
作 者 简 介 ：徐 世传 （１９６２一 ），男 ，浙 江 上虞 人 ，中策 橡 胶 （建德 ） 有 限公 司 教 授级 高 级 工 程师 ，硕 士 ，主 要 从 事 橡 胶材 料 改 性 及 配方 设计 研 究 工作 。
１２．９４ ４０．８０
硫化 时 间 （１４３℃）／ｍｉｎ
进 剂ＮＳ ０．８。 轻 型载 重 子午 线轮 胎胎 体胶 配 方 ：ＮＲ ８０，
ＳＢＲ ２０，氧 化 锌 ４，硬 脂 酸 ２，防老 剂 ３，硫 黄 ２．５，促 进 剂 １．１，炭黑 ／白炭 黑 变 品种 、变 量 ，其他 ２８。 １．３ 试 验 设 备 和 仪 器
ＸＫ一１６０型开 炼 机 和５０ ｔ平 板 硫化 机 ，湖州 橡 胶 机械 厂产 品 ；Ｆ３７０型密炼 机 ，大连橡胶 塑料机 械 股 份有 限公 司产 品 ；ＧＫ２５５型 密炼机 ，益 阳橡胶 塑 料机 械集 团有限公 司产品 ；ＭＤＲ２０００型硫化仪 ，美 国阿 尔法 科 技有 限公 司产 品 ；ＷＧＪ一２５００Ｂ ｌＩ型 电 子 拉力 机 ，桂林 奥 峰 电器制造 有 限公 司产 品 ；ＧＴ一 ７０１７型 老化 箱 和ＧＴ一７０１２型磨 耗 试 验 机 ，高 铁 检 测 仪器 有 限公 司产 品 ；Ｔ５５２５Ａ型定 负荷压 缩生 热 试 验 机 ，北 京橡 胶 工业 研 究设 计 院机 电技 术开 发 有 限公司产 品 。 １．４ 试 样制 备
轮 胎热裂 解炭 黑是废 旧轮胎 经粉 碎 、除杂 ，再 经高温热解除去裂解产生 的油气后 的高炭素物质 。
本 工作 将 ２种 轮 胎 热裂 解 炭 黑 与几 种 炉 法炭 黑 进行 了物 理性 能 与 工艺 性 能 的对 比 ，并 将 轮 胎 热 裂解 炭 黑 应用 于 轮 胎胎 体 配 方 中 ，考察 其 应 用 效 果 。
不 同炭黑胶料 的物理性 能如表 １所示 。
图１ 热裂解炭黑ＲＴ—Ｆ０４表面疏水性示意
表 １ 不 同炭 黑胶 料 的 物 理性 能
项 目
炭黑 。 炭黑Ｎ３３０ 嚣 ｓ 参此炭黑 炭
硫 化 仪 数据 （１４３℃）
ｆＩ ｏ／ｍ ｉｎ
３．９４
ｔ９ｏ／ｍ ｉｎ Ｒ９７ｎ／ｍｉｎ
炭 黑 基 本 性 能试 验 配 方 胶 料 在ＸＫ一１６０型 开 炼 机 上混 炼 ，混炼 工 艺为 ：生胶 薄通 ７次一 小料 与 炭 黑 一左右 开刀３次并 打３次 三角包 一硫 黄与促 进 剂 一左 右开 刀 ３次 并 打３次 三角 包 一左 右开 刀 ３次 下 片 （胶片 厚度２．５ ｍｍ）。
轻 型载 重子午 线 轮胎胎 体配方胶 料在Ｆ３７０型 密 炼机 中进 行混炼 ，混 炼工艺 为 ：投生胶 、小料 、炭 黑 一压 压砣 混炼 一提 压砣加 软化 剂一 压压砣 一达 到规定 的时 间与温 度 时排胶 。在ＧＫ２５５型密 炼机 中加硫黄 和促进剂 。
试样 在５０ ｔ平板 硫机上硫 裂 解 炭 黑在 轮 胎 胎 体 中 的应 用
４ｌ１
轮 胎 热 裂解 炭 黑在 轮 胎 胎体 中 的应 用
徐 世 传 ．殷 俊 风
［１．中策 橡胶 （建 德 ）有 限公 司 ，浙 江 建德 ３１１６０７；２．哈 尔滨 工 业 大学 航 天 学 院 ，黑龙 江 哈 尔 滨 １５０００６］
４ｌ２
轮 胎 工 业
１．５ 测 试 方 法 各项 性能均按 照现行 国家标 准进行测试 。
２０１６年第 ３６卷
２ 结 果 与 讨 论 ２．１ 轮胎 热 裂解 炭 黑胶 料的 物理性 能
热 裂解炭黑ＲＴ—Ｆ０４是在初 级轮胎热裂解 炭黑 基 础上经 过化学改性后得 到 ，表 面呈完全疏水性 ， 如 图 １所 示 。
关 键词 ：轮 胎 热 裂解 炭 黑 ；胎体 ；物 理 性 能 ；工艺 性 能 中图分 类 号 ：Ｕ４６３．３４１；ＴＱ３３０．３８ １ 文献 标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１００６ ８１７１（２０１６）０７—０４１１—０４
随 着 汽车 工 业 的迅 速 发展 ，数 目庞 大 的废 弃 轮胎 已对 环境 造成 巨大 压力 。对废 弃 轮胎进 行综 合利 用 ，一则 可 以缓 解其 对环 境 的污染 ，二则 可 以 实现 资 源再生 利用 ，变废 为宝 ，具有 社会 与经 济 双 重效 益 。 目前 ，世界 各 国 ，尤 其是发 达 国家均 致力 于废 旧轮胎 的综 合 利用 ，并制 定 了相应 法规 ，例 如 欧 盟 已将 废 旧轮 胎 列 为需 优 先 处理 的废弃 物 ，并 禁止废 旧轮胎及其 碎片被 丢弃或进行 填埋处理 。