橡胶补强用炭黑百年史话

橡胶补强用炭黑百年史话
橡胶补强用炭黑百年史话

各品种炭黑的用途区别

各品种炭黑的用途区别 N220适用于各种橡胶,耐磨性比N330高10%-20%,能赋予胶粒胶高的拉伸强度和抗撕裂强度,并有一定的导电性。主要用于载重胎、乘用胎的胎面胶,及需要高强度、高耐磨的橡胶制品。 N234耐磨性比N220约高10%,在高苛刻度下使用,更能显示出良好的耐磨性能。主要用于高速轮胎面胶和高质量的橡胶制品。N326在天然橡胶中具有较高的拉伸强度、抗撕裂强度、耐磨性及抗蹦裂性能。主要用于要求强度高、生热低的轮胎(包括越野胎)胎面胶,也适用于输送带、密封制品及其他高质量橡胶工业制品。 N330是一种补强性能良好的炭黑,能赋予胶粒较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。主要用于轮胎胎面、帘布胶、胎侧及各种橡胶工业制品。 N339在胎面胶料中的补强性能、耐磨性能及抗裂口增长性能近于N220炭黑,特别适用于丁苯橡胶与顺丁胶并用体系。主要用于乘用胎、卡车胎胎面胶,输送带、胶管及各种要求耐磨性高的橡胶工业制品。 N375与N339性能基本相同,生热比N339稍低。主要用于轿车胎、载重胎及越野胎胎面胶。 N550适用于天然橡胶和各种合成橡胶,易分散,能赋予胶料较高的挺性,压出速度快,口型膨胀小,压出表面光滑。硫化胶的高温性能及导热性能良好,补强性能、弹性和复原性亦较佳。主要用于轮胎帘布胶、胎侧、内胎及压出、压延制品胶料中。

N539使用于本品的胶料,其压出表面光滑,口型膨胀小。硫化胶的拉伸强度和伸长率较高,定伸应力较N550低,弹性和耐疲劳性能均较好。主要用于轮胎胎体胶料,尤其适用于以天然橡胶为主的缓冲层胶料,亦可用于轮胎基部胶料、胶带覆盖和其它橡胶制品及电线、电缆护套料中。 N660本品适用于各种橡胶,与半补强碳黑相比,具有较高的结构,粒子较细,在胶料中易分散,硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度和定伸应力较高,而变形小,生热低,弹性和耐屈扰性能良好。主要用于胎轮帘胶布、内胎、自行车、胶管、胶带、电缆、鞋类及压延制品、模型制品等。

橡胶用炭黑的分类及用途精选版

橡胶用炭黑的分类及用 途 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

橡胶用炭黑的分类及用途: 命名系统是把炭黑胶料的硫化速度和结构等因素考虑进去的,由4个系统构成。第一个字母代表英文字母代表胶料的硫化速度。N代表正常(normal)硫化速度,S代表缓慢(slow)硫化速度。后面3个字母第一字母代表炭黑氮表面积范围。第二个和第三个数字是反应不同的结构程度。(这些都是由国家标准的) N220适用于各种橡胶,耐磨性比N330高10%-20%,能赋予胶粒胶高的拉伸强度和抗撕裂强度,并有一定的导电性。主要用于载重胎、乘用胎的胎面胶,及需要高强度、高耐磨的橡胶制品 N550适用于天然橡胶和各种合成橡胶,易分散,能赋予胶料较高的挺性,压出速度快,口型膨胀小,压出表面光滑。硫化胶的高温性能及导热性能良好,补强性能、弹性和复原性亦较佳。主要用于轮胎帘布胶、胎侧、内胎及压出、压延制品胶料中。 N660本品适用于各种橡胶,与半补强碳黑相比,具有较高的结构,粒子较细,在胶料中易分散,硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度和定伸应力较高,而变形小,生热低,弹性和耐屈扰性能良好。主要用于胎轮帘胶布、内胎、自行车、胶管、胶带、电缆、鞋类及压延制品、模型制品等。 N774适用于各种橡胶,本品是除热裂法炭黑之外的粒径最大(产品粒径为80- 170nm)、结构最低的炭黑品种,多用于轮胎胎体的缓冲层和帘布层胶料、胶管、压出制品、各种工业橡胶制品,以及电线、电缆等本品在胶料中可以大量填充,其硫化胶伸长率高、生热低、弹性高、耐老化性能良好。本品亦可代替热裂法炭黑使用。

气相法白炭黑补强作用研究

气相法白炭黑补强作用研究 气相法白炭黑的重要应用领域--复合绝缘子 (广州吉必盛宣传部) 气相法白炭黑是一种重要的无机功能材料,有着广泛的应用,在硅橡胶和特种橡胶中主要用作补强剂,其补强效果甚至超过碳黑。在硅橡胶中加入气相白炭黑后,可使胶料拉伸强度提高20倍左右,撕裂强度提高40倍,且透明度高。气相白炭黑用于丁睛橡胶、羟基丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶中,制造出的油田用橡胶件的性能,与采用沉淀白炭黑或炭黑的胶料比,具有更高的硬度、拉伸强度,以及较好的耐磨性和较低的水膨胀性。 气相白炭黑对橡胶的补强性能主要取决于白炭黑粒子的大小、结构和表面化学性质。 通常情况下,粒子的大小以平均粒径或比表面积表示,其测定方法有电子显微镜法或BET吸附法。在TEM 电镜下对气相白炭黑进行观察,白炭黑粒子呈球形颗粒,它们并不是以单个的粒子存在,很多个白炭黑粒子聚集成在一起,这些聚集体又附聚在一起形成带空隙的结构,在基料中经分散静止后形成三维网状结构,这种三维网状结构是一种动态的、暂时的结构,在外力的作用下会发生变形,空隙的形状和大小也会随之发生变化,很有“揉性”。在TEM电镜下还可以观察到白炭黑粒子的表面布满了很多微孔,这种微孔从粒子的表面延伸到里面,不过微孔很小,橡胶分子很难进入。 对气相白炭黑进行红外测试,可以发现粒子的表面有大量的硅烷醇基团(SiOH),有两种羟基存在,一是孤立的自由羟基,以一定的间距“联”在颗粒的表面;二是连生的、形成氢键的缔合羟基,在颗粒的内部则是以Si-O-Si结合。由于表面的氢键作用,使之形成的附聚体既发达又牢固。 气相白炭黑在基料中形成的这种三维网状结构起到了骨架作用,从而对硅橡胶和特种橡胶具有很好的补强作用,补强作用的大小与这种网状结构的形状和牢固程度有直接的关系。白炭黑粒径越小,比表面积越大,形成的附聚体的刚性越强,粒子与胶料的接触面大,结合点多,对橡胶的补强性能越好,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性也高,但弹性下降,因此混炼黏度增大,加工性能恶化。另外,有研究表明,粒子表面微孔太多,造成表面粗糙度大时,对胶料的补强性会有一定的影响,特别是耐磨性降低。 白炭黑表面的羟基数量对白炭黑的使用性能也有较大的影响。羟基数量太少,形成的附聚体刚性降低,对橡胶的补强作用下降。反之,羟基数量太高,导致胶料的黏度升高,甚至出现结构化现象,不利于加工。一般情况下,白炭黑表面羟基的数量都是富裕的。对气相白炭黑的表面改性就是通过一定工艺,选择合适的表面处理剂与二氧化硅表面的羟基反应,以减少并调整表面硅羟基的数量,达到最佳的使用效果。 未改性的气相白炭黑表面呈酸性,在胶料中对硫化体系有较强的吸附作用,延迟硫化,往往需要在胶料中加入活性剂,调整硫化速度。另外,气相白炭黑中杂质的含量也会影响其使用效果,如铁的含量高时,会加速硫化胶的老化。 气相白炭黑对橡胶具有优异的补强作用,但由于价格昂贵,在橡胶行业中仅用于硅橡胶和特种橡胶,在一定程度上也限制了其使用。随着国内气相二氧化硅工业的崛起,生产能力的不断扩大,产品价格的日益合理,完全可能拓宽其应用领域。广州吉必时科技实业有限公司开发了利用有机硅副产物制备气相白炭黑生产工艺,大大降低了生产成本,产品已部分替代进口,取得了良好的经济效益和社会效益,必将对我国有机硅工业和相关行业的发展起到巨大的推动作用。

橡胶补强填充剂概览

橡胶补强填充剂概览 0 前言 用炭黑作为补强材料,已经伴随着橡胶工业,特别是轮胎工业经历了一个多世纪。近年来,聚合物复合材料的蓬勃发展和橡胶原材料市场的剧烈竞争,以及人们对浅色橡胶制品花色品种不断提升的需求,促使填充剂的使用范围日益扩大,发展极其迅速。因此,增加填充剂的品种和来源,控制填充剂的质量,提高 填充剂的性能,具有非常重要的意义。 1 概述 1.1 炭黑 炭黑是一种用途广泛的化工产品,可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。全球炭黑约有70%用于轮胎,20%用于其他橡胶制品,其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。而在橡胶制品的分额中,一半用于制造汽车零部件,如V带和减震橡胶等。因此,大约有80%的炭黑是消耗在汽 车工业上的。 从总体上讲,世界炭黑工业已进入成熟期,其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。 (1)高性能和低滞后损失炭黑 为了适应轮胎产品的发展,特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求,国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。所谓高性能炭黑,其共同的特征是:粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。而低滞后损失炭黑共同的特征是:结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。其中,有些开发较早的品种,如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准,并已被轮胎厂广泛采用。近几年研究开发的新品种,既未纳入ASTM标准,也未公布其化学指标,只有部分产品在生产厂家的产品目录中,可以看到其应用性能方面的说明,这些 新品种目前正在推广应用。 (2)纳米结构炭黑 低滞后损失炭黑是开发的重点,这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作,低滞后 损失炭黑将进入规模化应用阶段。 纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。与传统的ASTM炭黑相比,纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。这种结晶粒子具有大量的棱边,使其成为具有特别高表面能的活性场,活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热,从而降低滚动阻力。由于纳米级炭黑的DBP值较低, 所以,硫化胶的300%定伸应力稍低。 (3)导电炭黑

橡胶用炭黑的分类及用途(终审稿)

橡胶用炭黑的分类及用 途 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

橡胶用炭黑的分类及用途: 命名系统是把炭黑胶料的硫化速度和结构等因素考虑进去的,由4个系统构成。第一个字母代表英文字母代表胶料的硫化速度。N代表正常(normal)硫化速度,S代表缓慢(slow)硫化速度。后面3个字母第一字母代表炭黑氮表面积范围。第二个和第三个数字是反应不同的结构程度。(这些都是由国家标准的) N220适用于各种橡胶,耐磨性比N330高10%-20%,能赋予胶粒胶高的拉伸强度和抗撕裂强度,并有一定的导电性。主要用于载重胎、乘用胎的胎面胶,及需要高强度、高耐磨的橡胶制品 N550适用于天然橡胶和各种合成橡胶,易分散,能赋予胶料较高的挺性,压出速度快,口型膨胀小,压出表面光滑。硫化胶的高温性能及导热性能良好,补强性能、弹性和复原性亦较佳。主要用于轮胎帘布胶、胎侧、内胎及压出、压延制品胶料中。 N660本品适用于各种橡胶,与半补强碳黑相比,具有较高的结构,粒子较细,在胶料中易分散,硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度和定伸应力较高,而变形小,生热低,弹性和耐屈扰性能良好。主要用于胎轮帘胶布、内胎、自行车、胶管、胶带、电缆、鞋类及压延制品、模型制品等。 N774适用于各种橡胶,本品是除热裂法炭黑之外的粒径最大(产品粒径为80-170nm)、结构最低的炭黑品种,多用于轮胎胎体的缓冲层和帘布层胶料、胶管、压出制品、各种工业橡胶制品,以及电线、电缆等本品在胶料中可以大量填充,其硫化胶伸长率高、生热低、弹性高、耐老化性能良好。本品亦可代替热裂法炭黑使用。 热裂解法炭黑:橡胶炭黑N990系列炭黑则采用天然气为原料,在隔绝空气的条件下无火焰燃烧,裂解生成,称热裂解法炭黑,碳黑N990其基本性能与炉法炭黑有较大区别。碳黑N990优点主要表现在:一、粒子尺寸和分布,平均粒子尺寸为280nm,氮表面积7-11平方米/克,吸磺值为10克/公斤,CTAB法表面积为9平方米/克;二、粒子聚集度很小或说结构很低,显示为许多单独的球形炭黑粒子,基他部分由为数不多的熔接粒子组成,对比

橡胶用填料简介

最常用的就是炭黑了,具有补强和填充做用,还有很多材料都在做补强的同时也可以降低成本做填充料,更多详细资料建议你到talktpe 橡塑弹性体论坛内有专业免费的资料和团队为你服务 1.1 炭黑 炭黑是一种用途广泛的化工产品,可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。全球炭黑约有70%用于轮胎,20%用于其他橡胶制品,其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。而在橡胶制品的分额中,一半用于制造汽车零部件,如V带和减震橡胶等。因此,大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。 从总体上讲,世界炭黑工业已进入成熟期,其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。 (1)高性能和低滞后损失炭黑 为了适应轮胎产品的发展,特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求,国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。所谓高性能炭黑,其共同的特征是:粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。而低滞后损失炭黑共同的特征是:结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。其中,有些开发较早的品种,如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准,并已被轮胎厂广泛采用。近几年研究开发的新品种,既未纳入ASTM标准,也未公布其化学指标,只有部分产品在生产厂家的产品目录中,可以看到其应用性能方面的说明,这些新品种目前正在推广应用。 (2)纳米结构炭黑 低滞后损失炭黑是开发的重点,这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作,低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。 纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。与传统的ASTM炭黑相比,纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。这种结晶粒子具有大量的棱边,使其成为具有特别高表面能的活性场,活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热,从而降低滚动阻力。由于纳米级炭黑的DBP 值较低,所以,硫化胶的300%定伸应力稍低。 (3)导电炭黑 由于导电/静电特性是众多橡胶制品所要求的基本性能,因此,导电炭黑的开发前景不容忽视。导电炭黑的开发主要沿橡胶用导电炭黑和塑料用导电炭黑两大系列方向发展。 (4)色素炭黑

炭黑种类与性能

炭黑种类与性能 中国橡胶化工网2007-8-2 15:17:54 来源:橡胶技术网评论(0) 名称 其他名称物化性质用途用法和作用 N220 中超耐磨炭黑本品是一种广泛使用的高补强型炉法 炭黑,具有较高的结构性,其耐磨性 介于超耐磨炭黑和高耐磨炭黑之间。 本品的吸碘值121g/kg,DBP吸收值1 14cm3/100g 用于载重胎、乘用胎等胎面 胶,及需要高强度、高耐磨 的橡胶制品,如高强度运输 带、工业橡胶制品等。 本品适用于各种橡胶,与 N330炭黑相比,含N220 炭黑胶料的耐磨性要高1 0%~20%,能赋予胶料较高 的拉伸强度和抗撕裂强 度,并有一定的导电性。 N234 新工艺高结构中超 耐磨炭黑本品具有较高的结构,是N200 系列炭黑中补强性和耐磨性较好的一 个品种。其吸碘值为120g/kg,DBP吸 收值125cm3/100g 用于高速轮胎胎面胶和高 质量的橡胶制品 使用本品的胶料的耐磨性 优于N220、N242和N339, 其耐磨性能比N220约高1 0%,尤其是在高苛刻度下 使用,更能显示出良好的 耐磨性能。本品的胶料加 工性能也较好,压出表面 光滑,适用于各种橡胶。 N326 低结构高耐磨 炭黑本品吸碘值82g/kg,DBP吸 收值72 CM3/100g,具有补 强能力较高,生热较低的良 好性能 用于要求强度高、生热低的 轮胎(包括越野胎)胎面胶 料,也适用于输送带、密封 制品及其他高质量橡胶工 业制品 本品在天然橡胶中具有接 近槽黑的胶料物理机械性 能,且不延迟硫化速度。 使用本品的胶料具有较高 的拉伸强度、撕裂强度、 耐磨性及抗 崩花性能。与其他的高耐 磨炉黑相比,胶料定伸应 力较低,伸长率较高,拉 伸强度相近。 N330 高耐磨炭黑N330是应用最为广泛的高耐 磨型炭黑,吸碘值82g/kg,DBP吸收值 102 cm3/100g,本品的耐磨性能比中 超耐磨系列炭黑稍差,但优于槽法炭 黑。用于轮胎胎面、帘布胶、胎 侧及各种橡胶工业制品。 本品是一种补强性能良好 的炭黑,能赋予胶料较好 的强伸性能、抗撕裂性能、 耐磨性和弹性。使用本品 的乘用胎的滚动损失(滞 后损失)在N300系列炭黑 中仅大于N351,比其 他品种都小,在胶料中分 散和压出性能亦较好,适 用于各种合成橡胶和天然

浅谈橡胶使用炭黑的局限性

浅谈橡胶使用炭黑的局限性 现代橡胶行业起源于天然胶,发展得益于轮胎行业,作为有效的伴随材料,炭黑的作用不可忽视!然所有事物有利有弊,时至今日,炭黑的固有顽疾日益显现: 1.迁移性缺陷:在轮胎以外的多数领域,尤其是电子行业,玩具行业,卫生医药领域,体育用品行业,日常用品领域,炭黑可用可不用,甚至被限制使用;2000年左右,本人当时接触到一张原文图纸,供给日本的索尼公司电子设备的一个外形简单的不能再简单的黑色橡胶脚垫。居然要求满足迁移性规定,即用一定的负荷物品恒温加载紧密接触白色物件的橡胶制品一定的时间,不应有超过标准的颜色变异;同时快速检验的方法,用橡胶制品擦拭报纸,所产生的碎屑和划过的痕迹,不应有明显黑痕;手指甲划过,痕迹能迅速消失。时至今日,类似的标准越加规范,也被越来越多的用户作为要求提出,这个领域配方设计原则已经被很多做个类似要求产品技术人员所掌握;没做个这类要求产品的人,尤其是做个橡胶杂品出口的人,未必懂的,无论多么纯净的炭黑都是被限制使用用量的;而所谓的黑,最好是色素炭黑,基于成本,也可以使用少量N550染黑;这就颠覆了炭黑是个好东西,用浅色填料性能低下,只是降低成本的结论 2.受PAHS法规限制了在杂品的广泛性应用:做过出口橡胶制品的厂家都知道,PAHS是目前比较苛刻的技术壁垒,在轮胎行业之外,出口欧盟要相当注意这个环保标准,如果是第一类,比如潜水绑带,电动工具,切忌用炭黑,你用谁家的炭黑都是一个鬼样,保证你过不了SGS等第三方的检测;侥幸出口到了欧盟国家,尤其是德国,再喊爹爹是李刚也没辙,呵呵呵!如果要求是黑色的怎么办?方法同第一条,但区别是只能用色素炭黑,别省了; 3.对硅橡胶不适用:硅橡胶的最好补强剂是什么?相信每一个搞橡胶的都知道这个常识;需要高抗撕,高耐磨,如果按固有思维,炭黑是最好的补强剂,粒径越小的补强性能越好,耐磨越好;对不起,事实上炭黑加的越多越熟不好了;其实有时候别的材料比炭黑补强好的多;但也不一定都是气相法SiO2; 4.在氟橡胶的有限使用:氟橡胶用炭黑吗?在非高级别的,N多次公开技术交流会上,世界氟橡胶的巨头日本大金和意大利苏威公司都提供类似的大量资料和配方实例,没有直接的书面结论去禁锢你如何配方设计,但是玩过氟橡胶的人应该知道,为什么使用大粒径非补强的N990级别的炭黑综合性能比较好,而炭黑家族的其它牌号为什么不咋用;炭黑在氟橡胶的作用是什么? 5.在轮胎行业的不足:说说轮胎,1992年米其林公开资料中宣布的绿色轮胎,倡导了一种环保的理念;90年代末一篇简讯也透露固特异公司与某公司合作研发不要炭黑不用天然胶的新型轮胎,彩色的,理论耐磨是NR的10倍,国内有识之士敏锐的意识到在传统的轮胎领域很难追赶并超越时,一个革命性的技术可能是中国轮胎行业的翻身仗,部分单位进行了一些有益的尝试,在个别领域取得了一定的效果。注意,这是不用炭黑的轮胎,为什么被奉为“万能之神的炭黑”会被弃之呢?虽然这个项目至今还没有取得根本性突破,但是不要盲从已经从炭黑轮胎赚了钱陶醉的CEO访谈,也不要对外行的领导起逆反心态,为什么不马上意识到,市场的商机在这里?研发的课题在这里呢?炭黑较高的多环芳烃含量,是顽疾,但是还没有开发完全取代炭黑的方案;轮胎行业对PAHS暂时的豁免放宽,是目前没有更好的替代方案的无可奈何而已;外行人说的彩色轮胎,轮胎巨头提出的绿色轮胎,都是对轮胎行业的一种鞭策,激励橡胶从业者去开发满足客户要求的新产品,就像当初用只能用硫磺硫

炭黑

炭黑的生产、分类和命名 一.炭黑的定义 炭黑是由许多烃类物质(固态、液态或气态)经不完全燃烧或裂解生成的。它主要由碳元素组成,其微晶具有准石墨结构,且呈同心取向,其粒子是近乎球形的粒子,而这些粒子大都熔结成聚集体。 二.炭黑的分类 炭黑是橡胶工业的主要补强剂。为适应橡胶工业的发展要求,人们开发了五十余种规格牌号的炭黑。以前炭黑分类有按制法分,也有按作用分,后来发展了ASTM-1765这种新的分类方法。这种方法的出现结束了以前分类混乱、缺乏科学表征炭黑的状况,但其缺点是没有反映出炭黑的结构度。炭黑的几种分类方法分述如下。 1.按制造方法分 (1)接触法炭黑:接触法炭黑,其中包括槽法炭黑、滚筒法炭黑和圆盘法炭黑。 槽法炭黑转化率大约为5%。其特点是含氧量大(平均可达3%),呈酸性,灰分较少(一般低于0.1%)。 (2)炉法炭黑: 炉法炭黑的特点是含氧量少(约1%),呈碱性,灰分较多(一般为0.2%~0.6%),这可能是由于水冷时水中矿物质带来的。(3)热裂法炭黑:转化率30%~47%。炭黑粒子粗大,补强性低,含氧量低(不到0.2%),含碳量达99%以上。 (4)新工艺炭黑:新工艺炭黑的聚集体较均匀,分布较窄,着色强度比传统的高十几个单位,形态较开放,表面较光滑。N375、N339、N352、N234、N299等均为新工艺炭黑。 2.按作用分: 硬质炭黑:粒径在40nm以下,补强性高的炭黑,如超耐磨、中超耐磨、高耐磨炭黑等。 软质炭黑:粒径在40nm以上,补强性低的炭黑,如半补强炭黑、热裂法炭黑等。 这种分类方法比较粗略,主要是根据炭黑的性质及对橡胶的补强效果来分类命名的。 3.按ASTM标准分类 我国在80年代开始采用美国ASTM-1765-81分类命名法。该命名法由四个字组成,第一个符号为N或S,代表硫化速度。其中N表示正常硫化速度;而S表示硫化速度慢。N及S符号后有三个数,第一位数表示炭黑的平均粒径范围;第二位和第三位数无明确意义,代表各系列中不同牌号间的区别。其粒径按电镜法测得的数据划分为10个范围,橡胶用炭黑粒径范围在11-500nm之间,表3-2是橡胶用炭黑的分类命名。 表3-2 橡胶用炭黑粒径分类 ASTM 系列粒径范围 nm 典型炭黑品种 ASTM名称英文缩写中文名称 1~10 N100 11~19 N110 SAF 超耐磨炉黑 N200 20~25 N220 ISAF 中超耐磨炉黑 N300 26~30 N330 HAF 高耐磨炉黑 N400 31~39 N472 XCF 特导电炉黑 N500 40~48 N550 FEF 快压出炉黑 N600 49~60 N660 GPF 通用炉黑 N700 61~100 N765 SRF-HS 高结构半补强炉黑 N800 101~200 N880 FT 细粒子热裂法炭黑 N900 201~500 N990 MT 中粒子热裂法炭黑 S200 20~25 S212 ISAF-LS-SC 代槽炉黑(中超耐磨炉黑型) S300 26~30 S315 HAF-LS-SC 代槽炉黑(超耐磨炉黑型) §3-3 炭黑的性质 炭黑的粒径(或比表面积)、结构性和表面活性,一般认为是炭黑的三大基本性质。

橡胶用炭黑的分类及用途

橡胶用炭黑的分类及用途 It was last revised on January 2, 2021

橡胶用炭黑的分类及用途: 命名系统是把炭黑胶料的硫化速度和结构等因素考虑进去的,由4个系统构成。第一个字母代表英文字母代表胶料的硫化速度。N代表正常(normal)硫化速度,S代表缓慢(slow)硫化速度。后面3个字母第一字母代表炭黑氮表面积范围。第二个和第三个数字是反应不同的结构程度。(这些都是由国家标准的) N220适用于各种橡胶,耐磨性比N330高10%-20%,能赋予胶粒胶高的拉伸强度和抗撕裂强度,并有一定的导电性。主要用于载重胎、乘用胎的胎面胶,及需要高强度、高耐磨的橡胶制品 N550适用于天然橡胶和各种合成橡胶,易分散,能赋予胶料较高的挺性,压出速度快,口型膨胀小,压出表面光滑。硫化胶的高温性能及导热性能良好,补强性能、弹性和复原性亦较佳。主要用于轮胎帘布胶、胎侧、内胎及压出、压延制品胶料中。 N660本品适用于各种橡胶,与半补强碳黑相比,具有较高的结构,粒子较细,在胶料中易分散,硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度和定伸应力较高,而变形小,生热低,弹性和耐屈扰性能良好。主要用于胎轮帘胶布、内胎、自行车、胶管、胶带、电缆、鞋类及压延制品、模型制品等。 N774适用于各种橡胶,本品是除热裂法炭黑之外的粒径最大(产品粒径为80- 170nm)、结构最低的炭黑品种,多用于轮胎胎体的缓冲层和帘布层胶料、胶管、压出制品、各种工业橡胶制品,以及电线、电缆等本品在胶料中可以大量填充,其硫化胶伸长率高、生热低、弹性高、耐老化性能良好。本品亦可代替热裂法炭黑使用。

热裂解法炭黑:橡胶炭黑N990系列炭黑则采用天然气为原料,在隔绝空气的条件下无火焰燃烧,裂解生成,称热裂解法炭黑,碳黑N990其基本性能与炉法炭黑有较大区别。碳黑N990优点主要表现在:一、粒子尺寸和分布,平均粒子尺寸为280nm,氮表面积7-11平方米/克,吸磺值为10克/公斤,CTAB法表面积为9平方米/克;二、粒子聚集度很小或说结构很低,显示为许多单独的球形炭黑粒子,基他部分由为数不多的熔接粒子组成,对比其它品种炭黑,整体聚集度很低。物化性质:N330是应用最为广泛的高耐磨碳黑,本品的耐磨性能不如N220,但比槽法碳黑好。用途:本品主要用于轮胎胎面,帘布胶,胎侧及各种橡胶制品。用法和作用:本品是一种补强性能良好的碳黑,能赋予胶料较好的强伸性能,抗撕裂性能,耐磨性和弹性。使用本品的乘用胎的滚动损失在N300系列中仅大于N351,比其他都小,在胶料在中分散和压出性能亦好,适用于各种合成橡胶和天然橡胶。N220适用于各种橡胶,耐磨性比N330高10%-20%,能赋予胶粒胶高的拉伸强度和抗撕裂强度,并有一定的导电性。主要用于载重胎、乘用胎的胎面胶,及需要高强度、高耐磨的橡胶制品。 N234耐磨性比N220约高10%,在高苛刻度下使用,更能显示出良好的耐磨性能。主要用于高速轮胎面胶和高质量的橡胶制品。 N326在天然橡胶中具有较高的拉伸强度、抗撕裂强度、耐磨性及抗蹦裂性能。主要用于要求强度高、生热低的轮胎(包括越野胎)胎面胶,也适用于输送带、密封制品及其他高质量橡胶工业制品。 N330是一种补强性能良好的炭黑,能赋予胶粒较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。主要用于轮胎胎面、帘布胶、胎侧及各种橡胶工业制品。 N339在胎面胶料中的补强性能、耐磨性能及抗裂口增长性能近于N220炭黑,特别适用于丁苯橡胶与顺丁胶并用体系。主要用于乘用胎、卡车胎胎面胶,输送带、胶管及各种要求耐磨性高的橡胶工业制品。 N375与N339性能基本相同,生热比N339稍低。主要用于轿车胎、载重胎及越野胎胎面胶。 N550适用于天然橡胶和各种合成橡

白炭黑在硅橡胶领域的应用

深圳晨美颜料色母粒有限公司 主要生产塑胶颜料、色母粒、荧光粉、pvc色浆、 pvc/pu色片色砂、、硅胶色胶色母产品 及代客配色/抽粒加工服务。 白炭黑在硅橡胶领域的应用 硅橡胶的结构化,是个常见的问题。白炭黑导致硅橡胶结构化,主要是基于白炭黑与高分子量聚硅氧烷巨量的氢键作用。硅橡胶用补强填充剂按其补强效果的不同可分为补强性填充剂,和非补强性填充剂,前者的直径为10~50nm,比表面积为70~400m2/g,补强效果较好;后者通常为300~10000nm,比表面积在30m2/g以下,补强效果较差。 硅橡胶所用的补强填充剂主要是指合成的二氧化硅,又称白炭黑。而白炭黑分为气相白炭黑和沉淀白炭黑。 气相白炭黑 气相白炭黑粒子的大小、比表面积、表面性质、结构等与原料气体的比例、燃烧速度、SiO2核在燃烧室中停留时间等因素有关。 气相白炭黑粒子越细,它的比表面积就越大,则补强效果就越好,但操作性能就越差。反之它的粒子粗些,比表面积也小,补强效果就差,但操作性就要好一些。 气相白炭黑为硅橡胶最常用的补强剂之一,由它补强的胶料硫化后的机械强度高,电性能好。气相白炭黑并可与其它补强剂或弱补强剂并用,以制取不同使用要求的胶料。 沉淀白炭黑 与用气相白炭黑补强的硅橡胶胶料相比,用沉淀白炭黑补强的胶料机械强度稍低,介电性能,特别是受潮后的介电性能较差,但耐热老化性能较好,混炼胶的成本要低得多。当对制

深圳晨美颜料色母粒有限公司 主要生产塑胶颜料、色母粒、荧光粉、pvc色浆、 pvc/pu色片色砂、、硅胶色胶色母产品 及代客配色/抽粒加工服务。 品的机械强度要求不高时,可用沉淀白炭黑或使之与气相白炭黑并用。沉淀白炭黑的性能受沉淀条件如酸度、温度等的影响。 白炭黑可以通过适宜的化合物对其进行处理而制成一种表面疏水的物质。处理的方法主要有液相法和气相法二种。液相法的条件易于控制,产品质量稳定,处理效果好,但工艺复杂,溶剂需要回收;气相法处理工艺简单,但产品的质量不够稳定,处理效果较差。 表面处理剂 用作表面处理剂的物质原则上能与白炭黑表面的羟基发生作用的,有以下几种: 1)醇类2)氯硅烷类3)烷氧基硅烷4)六甲基二硅醚5)硅氮烷。 白炭黑对硅橡胶的补强机理被认为有以下二种。 a.橡胶被填料粒子吸附填料粒子吸附聚合物,使橡胶分子链段直接固定在填料粒子的附近或者沿着填料表面定向或被填料聚集体滞留。 b.橡胶与填料粒子结合填料粒子与聚合物链段结合产生有效的交联以及聚合物缠结了填料粒子。 基于上述二种作用,使白炭黑对硅橡胶起到补强作用。 白炭黑由于其生产方法不同,其酸碱性是不同的。气相白炭黑呈酸性,沉淀白炭黑呈碱性。最纯的无HCl的气相法白炭黑的pH值为6,这是由于白炭黑表面的羟基在水中离解产生了H+所致。pH值低于4.6时,则是由于高温水解留存下来的HCl引起的。

硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途

硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途 摘要:硅橡胶是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,其分子主链由硅原子和氧原子 交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以 是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005) 或其它有机基团,这种低不饱和度的分子 结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性 大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。关键词:硅橡胶、热硫化型橡胶、工艺流程、特性与功能、应用与发展 1 引言 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。这里主要介绍热硫化型橡胶。 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中,硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100~350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍 能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃ ,其硫化胶在-70~100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能硅橡胶硫化胶在自由状 态下置于室外曝晒数年后,性能无显着变化。 (3) 电绝缘 性能硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较小,燃烧 后生成的二氧化硅仍为绝缘体。此外,硅橡胶分子结构中碳原子少,而且不用炭黑作填料,因此在电弧放电时不易发生焦烧,在高压场合使用十分可靠。它的耐电晕性和耐电弧性极好,耐电晕寿命是聚四氟乙烯的1000 倍,耐电弧寿命是氟橡胶的20 倍。 (4)特殊的表面性能和生理惰性 硅橡胶的表面能比大多数有机材料小,具有低吸湿性,长期浸于水中吸水率仅为1%左右,物理性能不下降,防霉性能良好,与许多材料不发生粘合,可起隔离作用。硅橡胶无味、无毒,对人体无不良影响,与机体组织反应轻微,具有优良生理惰性和生理老化性。

橡胶补强填充剂

橡胶补强剂也可以叫做橡胶补强填充剂,是一种能提高橡胶制品强度的配合剂,用以提高橡胶制品强度的物质,加入生橡胶经硫化后,能增加硫化橡胶的拉伸强度、硬度、耐磨耗和耐屈挠等性能。下面由橡胶补强填充剂厂家恒力特新材料为您介绍下它的主要作用,希望对您有所帮助。 橡胶补强剂具有化学物理性质稳定、硬度高、耐酸碱、耐高温、介电性能优异等特点,广泛应用于橡胶、硅橡胶、油漆、涂料、陶瓷、胶黏剂、电焊条、电工绝缘材料等多种行业和制品中。 目前该产品已经成熟运用于橡胶、塑料、油漆、涂料及胶黏剂等行业和制品中,并取得良好的使用效果。该产品能够明显增强对橡胶或塑料制品的补强效果。根据有关部门的检测证明:该产品对橡胶制

品具有一定的补强作用,可以部分代替白炭黑。 这样在橡胶制品的胶料配方中就可以完全替代其他传统无机填充剂(如陶土、普通硅粉、碳钙等),兼作橡胶补强剂和填充剂,从而减少胶料配方中炭黑等高价原材料的用量,降低橡胶制品的生产成本,并且可使制成品性能得以改善和提高。 恒力特新材料是集科技研发、生产、销售为一体的高新技术企业,是国内和华东地区橡胶助剂骨干企业,恒力特牌橡胶防老剂 8PPD-35、BLE、BLE-W、BLE-C、SP、SP-C、AW、DFC-34等系列,抗疲劳剂PL-600、橡胶耐磨剂SL-A、橡胶助剂EVR、抗热氧 剂RW、阻燃剂、橡胶粘合剂HLT-301、HLT-501系列,橡胶促进剂DTDM、DBM系列,橡胶补强剂FH、FHT系列,都得到了轮胎、胶带、胶管及橡胶制品企业的认可。 公司坐落在安徽阜阳颍州经济开发区,生产工艺先进,检测仪器

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常用炭黑的牌号

常用炭黑的牌号、性能及其使用 资料来源:好颜料网作者:日期:2009-1-4[字体大中小] N110 ASTM 标准命名N110 其它名称超耐磨炉黑(super abrasion furnace black;SAF) 物化性质本品是橡胶用炭黑中粒径最小的品种,具有标准的结构性,其性能的典型值:吸碘值145g/kg, DBP吸收值113cm3/100g。 用途本品主要用于越野轮胎和载重轮胎胎面、桥梁用胶垫、输送带及其它要求耐磨性能极好的橡胶制品。 用法和作用本品是橡胶用炭黑中补强性能最高、耐磨性能最好的品种之一,但因其胶料的加工性能不好(混炼能耗高、分散困难、压延 及压出不易等),在使用上受到限制。本品可与N220 、N330炭 黑并用。 注意事项本品在混炼时要注意分散均匀,防止混炼时升温过快而引起焦烧。混炼时一般不另加分散剂,必要时可加防焦剂或与其它炭黑 并用。 N220 ASTM 标准命名N220 其它名称中超耐磨炉黑(Intermediate super abrasion furnace black;ISAF) 物化性质本品是一种广泛使用的高补强型炉法炭黑,具有较高的结构性,耐磨性介于超耐磨炉黑和高耐磨炉黑之间,其性能的典型值: 吸碘值121g/kg, DBP吸收值114cm3/100g。 用途本品用于载重胎、乘用胎等胎面胶,及需要高强度、高耐磨的橡胶制品,如高强度运输带、工业橡胶制品等。 用法和作用本品适用于各种橡胶,与N330炭黑相比,使用N220炭黑的胶料的耐磨性要高10~20%,能赋予胶料较高的拉伸强度和抗撕裂 强度,并有一定的导电性,但生热和硬度较高。 N234 ASTM 标准命名N234 其它名称新工艺高结构中超耐磨炉黑(Intermediate super abrasion furnace black-high structure[New technology];ISAF-HS[New technology]) 物化性质本品具有较高的结构,是N200系列炭黑中耐磨性和补强性较好的一个品种。其性能的典型值:吸碘值120g/kg, DBP吸收值 125cm3/100g。 用途本品用于高速轮胎胎面胶和高质量的橡胶制品。

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。节约成本,一般橡胶制品都是两份胶一份炭黑(填充剂) 各品种炭黑的用途区别是什么? 炭黑按用途分类 按照用途可把其分为两类:橡胶用炭黑、色素炭黑 1、色素用炭黑的分类 国际上根据炭黑的着色能力,通常分为三类,即高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。这个分类系统常用三个英文字母表示。前两个字母表示着色能力,后一个表示生产方法例如:高色素槽黑: HCC(high color channel) 高色素炉黑 HCF(high color furnace) 给类色色素分类主要根据粒径和黑度进行分类。高色素槽黑(10-14nm),中色素槽黑(15-27 nm)、中色素炉黑(17-27 nm)、低色素炉黑(28-70 nm) 2、橡胶用炭黑的分类

炭黑种类

炭黑的种类与性能 时间:2011-01-12 来源:中国市场调研在线 作者:市场调研员 点击: 233 次 据市场调研在线了解碳黑为工业中不可或缺之化工原料,其染色与补强的特性,为多数 塑、橡胶制品的改质添加剂,其中轮胎用量占总体之七成最多。表一为世界碳黑生产国之年 产量统整。美国碳黑工业崛起於第二次世界大战,为确保战略物资之供应,迫使碳黑厂商大 量扩产,以至今日之龙头地位,年产量高达160万公吨;亚洲地区近来因中国大陆世界工厂 强劲的经济成长带动下,产能也紧追美国,以日本和中国大陆居二、三位,年产量约达70 万公吨。 炭黑的用途 炭黑的种类与性能 炭黑种类与性能 名称 物化性质 用途 用法和作用 N220 中超耐磨炭黑 本品是一种广泛使用的高补强型炉法炭黑,具有较高的结构性,其耐磨性介于超耐磨炭黑和高耐磨炭黑之间。本品的吸碘值121g/kg ,DBP 吸收值114cm3/100g 用于载重胎、乘用胎等胎面胶,及需要高强度、高耐磨的橡胶制品,如高强度运输带、工业橡胶制品等。 本品适用于各种橡 相比,含N220炭黑 高10%~20%,能赋予 强度和抗撕裂强度 性。 N234 新工艺高结构中超耐磨炭黑 本品具有较高的结构,是N200 系列炭黑中补强性和耐磨性较好的一个品种。其吸碘值为120g/kg,DBP 吸收值用于高速轮胎胎面胶和高质量的橡胶制品 使用本品的胶料的 N242和N339,其耐 高10%,尤其是在高 更能显示出良好的

125cm3/100g 胶料加工性能也较滑,适用于各种橡 N326 低结构高耐磨 炭黑 本品吸碘值82g/kg ,DBP 吸 收值72 CM3/100g ,具有补 强能力较高,生热较低的良 好性能 用于要求强度高、生热低的轮胎(包括越野胎)胎面胶料,也适用于输送带、密封制品及其他高质量橡胶工业制品 本品在天然橡胶中胶料物理机械性能度。使用本品的胶料强度、撕裂强度、崩花性能。与其他比,胶料定伸应力较拉伸强度相近。 N330 高耐磨炭黑 N330是应用最为广泛的高耐 磨型炭黑,吸碘值82g/kg,DBP 吸收值102 cm3/100g ,本品的耐磨性能比中超耐磨系列炭黑稍差,但优于槽法炭黑。 用于轮胎胎面、帘布胶、胎侧及各种橡胶工业制品。 本品是一种补强性赋予胶料较好的强能、耐磨性和弹性。胎的滚动损失(滞后列炭黑中仅大于N3他品种都小,在胶料能亦较好,适用于各然橡胶。 N539 低结构快压出炭黑 本品吸碘值43g/kg ,DBP 吸 收值111 cm3/100g ,为N550 炭黑的衍生品种,其结构比 N550稍低,具有中等补强性 能,是一种通用的炉法炭黑。 用于轮胎胎体胶料,尤其适用于以天然橡胶为主的缓冲层胶料,亦可用于轮胎基部胶料、 胶带覆盖胶和其他橡胶制品及电线、电缆护套料中。 使用本品的胶料,口型膨胀小。硫化胶长率较高,定伸应性和耐疲劳性能均 N550 快压出炭黑 本品吸碘值43g/kg ,DBP 吸 收值121 cm3/100g ,粒子表 面光滑,结构高,在软质炭 黑中,其补强能力是最高的。 用于轮胎帘布层、胎侧、内胎及压出、压延制品胶料中。 本品适用于天然橡胶,易分散,能赋予压出速度快,口型膨光滑。硫化胶的耐高能良好,补强性能、较佳。本品用于丁基好与N660并用。 N660 通用炭黑 本品的吸碘值36g/kg ,DBP 吸收值90 cm3/100g 。该品 种之所以称为通用炉黑,是 因其兼具高定伸炉黑的高定 用于轮胎帘布层、内胎、自行车胎、胶管、胶带、电缆、鞋类及压制品、模型制品等。 本品适用于各种橡 相比,本品具有较高 细,在胶料中易分散 强度、抗撕裂强度

炭黑补强

炭黑基本上是由“碳素”构成的,而白炭黑是由“二氧化硅和水”组成的。白炭黑比重稍大,其平均粒径较小。因此,自炭黑的比表面积大,其吸油值大在物理性能方面,白炭黑的着色俄耐撕裂性、粘性和耐曲挠疲劳性等占优,而炭黑的耐磨性、回弹性、耐候性和耐光性等更佳。比较一下两者的表面官能团,在物理性能方面的差异就显而易见了。炭黑表面存在极其少量的含氧官能团,有羧基和酚式羟基等酸性基、氧萘式结构筹碱性基、羧基和醌基等中性基。不过,由于官能团数量太少,所以炭黑是疏水性的(图3)。有代表性的炭黑N330(HAF)含氧0.7%、鱼0.4%和碳97.9%,其官能团种类似乎很多。但其数量很少,所以各种官能团难以量化。 炭黑是按氮吸附比表面积和硫化速度来分类的,炭黑是用各种有机化合物不完全燃烧制得的,按生产方法分为炉黑、槽黑、热裂炭黑和灯烟黑等。炉黑是在炉内不完全燃烧烃类来生产的。槽黑通过天然气火焰接触槽钢来生产。热裂炭黑是热解天然气所得。灯烟黑是将烃放人敞口的浅底锅内燃烧后制成的。另一方面,白炭黑表面的基本构造如图4a所示存在号Si—OH键或莹si—O—si釜键。其衾面可认为能用水覆盖,是亲水性的。善Si—OH键窿温度和/或分作—盯F与暑si-0一si鲁键之间存在平续反密。 关于炭黑补强性的原因,有许多说法。不过,大多认为是起因予橡胶与炭黑混炼时形成了结合橡胶。有种看法是,结合橡胶是由与炭黑表面相互作用生成的受束缚成分、包容在炭黑粒子熔合生成的聚集体的孔隙问的胶相(炭黑凝胶相)和混炼过程中橡胶分子链披切断后再连接形成的胶相(橡胶凝胶柑)组成的。虽然要阐述形成的主要醵显得太复杂。但是通过溶剂抽提混炼有炭黑的未硫化胶料,作为未被抽提而残余的胶料,可测定结合橡胶的数量。 下面’,通过具体的例子来推论结合橡胶与炭黑的结合情形和炭黑的分散状况。作为带容易与炭黑反应的官能团的SBR,众所周知有锡改性SBR。因此,合成了图5所示的各种SBR所合成的4种SBR是:未改性SBR、与之构造相同而终端带sn C键的SBR、未改性SBR和低分子量锡改性SBR的共混物以及支链用锡化合物改性的sBR。分别在这几种sBR中填充炭黑进行锟炼后,用溶剂抽提未硫化胶料,测定结合橡胶将这些胶料硫化后,用粘弹性试验机测定50℃。tanS值(50~C时损耗角正切值,是振动应力和振动变形相位差的正切值,等于损耗模量和弹性模量之比)。tanS(50~C)是轮胎滚动阻力的指标。其值越小表示滚动阻力越大。其结果如图6所示。以未改性SBR作为标准来看,结合橡胶增加后,分成tan~i(50~C)减小的一组和tanS(50~C)基本上保持不变的一组这表明,要降低轮胎的油耗,仅靠与炭黑结合形成网络是不够的。 其次,来看一下炭黑的分散状况。若干个数十nnl的炭黑粒子熔聚在一起形成强度非常高的聚集体。许多这种聚集体凝聚在一起形成肉眼看得见的附聚体。SBR是绝缘体。炭黑具有导电性。在oo份SBR中填充5O份炭黑混炼后,如果炭黑分散良好,电阻值(1ogf])就增·大。相反,如果分散不良的话,电阻值就减小。因此,测量了图5中未硫化胶料的电阻值。硫化胶的电阻值与tanS(50*C)的关系如图7所示。得出了tan~i(50"C)随电阻值增大(即分散良好)而减小的良好相关性。由这一结果可以认为,锡改性SBR不仅结合到炭黑上,而且对分散也有作用。 炭黑的分散过程是怎样产生的呢?这一问题也可像图8所示那样考虑。如图8a所示,在大分子量改性SBR的场合,炭黑与SBR反应。在混炼过程中与炭黑反应后的SBR与其它不能与炭黑的反应的SBR也结合,打碎炭黑附聚体,使炭黑分散。但是,如图8b所示在小分子量改性SBR和未改性SBR的场合,虽然小分子量改性SBR与炭黑反应,但由于分子量太小,在炼过程中与其它的SBR的结合较小,不能将炭黑分散。虽然SBR能与炭黑反应,但不能包容炭黑,不能产生打碎附聚体的作用。由上述说明可知,要充分发挥炭黑的填充补强效应,与炭黑的反应性和炭黑的分散性是至关重要的。虽然此处作为官能团是以锡化合物为例,但是作为具有同样效果的官能团,已经知道的有氨基苯酮系化合物异氰酸酯系化合物等。 4 白炭黑的补强机理对于SBR来说,炭黑是疏水性’是易混合填充剂;而白炭黑却是亲水性,是难混合填充剂。将白炭黑的硅烷醇基用硅烷偶联剂处理.使其变成疏水性后能够克服这一缺点。最近,为了提高轮胎在湿路面上的抗滑性和降低滚动阻力,常常使用白炭黑来取代炭黑。这时使用的硅烷偶联剂是硫化物系的双(3一三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT),其作用过程如图9所示。TESPT具有能与白炭黑反应的烷氧基甲硅烷基(兰Si—OR)和能与SBR反应的硫化物键(?S Ss—s一)两种官能团。首先在硫化物键不反应的约140~C下混炼SBR、白炭黑和TESPT。烷氧基甲硅烷基在这一温度下与白炭黑反应。结果

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