N990热裂解法炭黑与喷雾炭黑性能对比

胶大

　　炭黑是橡胶工业中最通用的补强填充剂，其总量的90－95％用于橡胶工业，其耗用量约为橡胶耗用量的40－50％。炭黑不仅能提高橡胶制品的强度，而且能改善胶料的加工性能，并赋予制品以耐磨耗、耐撕裂、耐热、耐寒、耐油及某些特殊性能，使制品使用寿命延长。炭黑的生产工艺一般可分为槽法和炉法，其中中粒子热裂解法炭黑（MT炭黑）是天然气隔绝空气加热到1300℃裂解生成，是由大量球形、椭圆形炭和少量熔接粒子组成，具有粒径大、比表面积小、结构低、容易分散、流动性好、高填充量等特点。因其表面活性低，故也称为非补强性炭黑，是一种在轮胎气密层、胶管、胶带、油封、氟胶制品中应用较为广泛的炭黑品种之一。
　　由于目前国内的炭黑厂尚不能生产热裂解法炭黑，因此我国的橡胶产品配方中很难见到这一组分。而性能与其相近似的喷雾炭黑，粒子较粗并可以在胶料中大量填充，加工性能良好。硫化胶弹性大、生热低、变形小、低温性能好、定伸应力较高，目前多用于特种橡胶制品中，另外国内自己也生产这种炭黑。因此我国的配方设计工程师经常使用喷雾炭黑在相关的生产中。
# u/ q. s5 l/ J4 m# }4 P9 Y　　 本文仅就中粒子热裂解法炭黑的代表N990热裂解法炭黑和喷雾炭黑的各种性能进行对比。
一．材料
    试验所需的炭黑来源为：N990热裂解法炭黑，加拿大Cancarb公司生产，喷雾炭黑，国产品种。
, u2 p& {- C% [# n  N二．试验结果     
热裂解法炭黑与喷雾炭黑基本性能对照表
测试项目         试验方法ASTM    喷雾炭黑   热裂解法炭黑
. b0 E( R/ O6 m+ c' _
+ U! m, U4 i0 m6 ]3 r6 \% V2 j物理形态                           粉末   均匀、柔软颗粒
325网目筛余物%（PPM）ASTM D—1514  17           5
氮表面积 M２/G  ASTM D—6556       16.6        7-12
DBP  ml/100g    ASTM D—2414        120        34-44
灰份含量%       ASTM D—1506        0.53        0.2
( u# r# g( C" }+ pPH酸碱值        ASTM D—1512        8-10.5       9-11
甲苯萃取量%     CC—12               1.1         0.5
加热减量%       ASTM D—1509         1.64        O.1
密度KG/M３                           154
8 p) d* E2 m1 i! w6 r" G硫含量%                              0.49         0.05
三．试验结果分析
１．物理形态
　　经过造粒处理后的N990热裂解法炭黑不仅在加工中可以防止粉尘和有害空气的产生，维护使用者的身体健康，而且造粒后的炭黑更易于搬运，降低了炭黑的运输成本，也改善了炭黑的流动性，更易于使用气体输送装置加料。另外造粒后，可以提高炭黑在胶料中的分散性。喷雾炭黑由于未经过造粒处理，加工混炼时间不得不延长，消耗了更多的能源，产生了更高的温度（可能引起胶料焦烧），降低了设备的利用率。甚至可能出现由于存在未分散的炭黑，引起制品内部出现空洞以及制品外观质量问题。
２．325目筛余物含量
: {+ j; O+ g, w6 \( x1 |% s, ]　　筛余物和磁性物质(诸如金属碎片)含量高能引起制品外观质量和其它质量问题。在实际生产中，尤其是在生产O型圈、密封垫、风雨密封件和汽车水刮器，这是产生废品的主要原因。废品率的增加使生产成本相应地增加。N990热裂解法炭黑的筛余物较低，不仅可以提高成品率，而且可以降低对模具的磨损，提高连续生产的时间。
３．结构
　　利用DBP吸收法检测喷雾炭黑的结构时，无法得到数据。分析原因，有可能是喷雾炭黑的结构非常松散（密度仅为154 KG/M３），也有可能是这种测试方法不适合检测这种形态的炭黑。表中喷雾炭黑DBP吸收值摘自《橡胶原材料手册》（于清溪主编  化学工业出版社出版）。
# Z6 W9 O" v# r0 p. e& R9 Q+ @４．甲苯抽出物
) y& e% C, V5 `2 R, I% T　　炭黑表面上焦油状物质，可以被甲苯等一些溶剂抽出。抽出物含量高可能会污染胶料，在一些应用中能引起污染。制品外观也可能出现问题。
５．比表面积
　　喷雾炭黑的比表面积比N990热裂解法炭黑的大，从理论上讲，喷雾炭黑的粒子比N990热裂解法炭黑小，补强性更好，而N990热裂解法炭黑在胶料中的添充量则更大一些，胶料的各项技术指标却不会随N990热裂解法炭黑份数的加大而下。
+ P9 S: V$ E$ o６．加热减量
　　N990热裂解法炭黑加热减量明显低于喷雾炭黑。如果炭黑水分含量高，在硫化时，可导致制品中产生气泡，进而使制品内部出现气孔和外观质量问题，因此在生产中我们更希望使用水分含量低的炭黑。
' \" I4 I; f6 Q0 S, T７．硫含量
: G% w: W. C7 w  z1 h　　喷雾炭黑中硫含量经测试要比N990热裂解法炭黑的高出许多。在氟胶加工中，由于氟胶是高饱和胶，不能使用硫黄硫化体系，因此喷雾炭黑不适合氟胶的生产加工中。
四．结论　
  f. Z- F8 y( P+ t$ k, y　综上所述，我们感到对比喷雾炭黑，N990热裂解法炭黑作为一种功能性填充剂，具有加热减量小、纯度高、粒子大、结构低、流动性好、填充量高等优势，更适用于相关橡胶制品，尤其是在生产配方中的胶料较昂贵，尺寸公差要求严格，动态性能要求优秀的制品中，如氟胶、丁腈胶、三元乙丙胶、氯丁胶、丁基胶等。另外大量使用热裂解法炭黑不仅可以降低成本，而且使用造粒后的炭黑可以改善工作环境，提高连续生产能力。
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海牛云

谢谢胶大
5 v7 x* e( p3 W% y

liliang1

我们的氟胶配方就用喷雾做补强剂

朱强

正需要这个呢，搜索到了，谢谢胶大