两种热裂法炭黑的性能比较

玉兔

产品参数和特性
3 M9 r4 c& \$ ^! Z- W1 p
一、检测结果： 检测项目
单位  CANCARB  俄罗斯

   
　吸碘值  g/kg
8  8

+ s; F% M' S* A. g9 A7 v　DBP吸收值  10 -5 m 3 /kg
32  37

' O  g9 O' x: e　压缩样 DBP吸收值  10 -5 m 3 /kg
# [+ M; Y6 o5 ?9 V& K+ | 32  34

+ }, f) k) |/ _( S+ [; D　CTAB吸附比表面积  10 3 m 2 /kg
0 v7 f- R- P  \5 w7 q 11  9
: M% @) G7 Z6 u. v0 P
　氮吸附比表面积  10 3 m 2 /kg
8  8
* I& i2 [* s5 L- L
8 t$ M8 x: }$ s) t8 k　STSA  10 3 m 2 /kg
7  7
/ J8 c5 u  @) ~1 X' I$ q) {3 M
& X6 Y' a8 e) n6 m9 t" K　着色强度  %
N/A  N/A

　加热减量  %
: S0 r) Y' q, Y) W! t 0.04  0.04

0 \4 |- |* e# ^" {" L　灰分  %
  Q, }5 s( Z" @+ ` 0.06  0.025
* c) M1 {: [2 k+ k" Q! I
　45μm筛余物/325目  %
0.0010  0.0031

　150μm筛余物/100目  %
2 G: h& W# C+ i 0.0025  0.004
# d7 W- {1 r/ F, H# c1 @0 @
# }9 V. `/ I1 X( o　500μm筛余物/35目  %
0  0
; O+ ?+ _5 V+ ~# V6 P
　丙酮抽出物  %
0.5  0.1
* A& ]+ j' a9 M: W# n$ J( i
　pH值  
* ]9 i. e6 T- r 10  9

# b4 v7 r' k7 f+ d3 I5 U: f　杂质  
N/A  N/A
* B3 j- l( w6 ~6 I# G
' b/ ^+ F; h0 `0 J" [. @8 |6 W　拉伸强度  Mpa
23.3  23.0
) Q; z2 N* a" \) ?% u$ ]
# C' ~& M$ K( ?, _$ t　300%定伸应力  Mpa
$ v! L  h( |1 S& f 7.2  8.1

# Q) J: r& D' e, K　扯断伸长率  %
2 h+ N/ Y2 i# v' t1 a4 Q 577  584

6 J, e( z' Y; E8 A% I7 b9 d* \　焦烧时间 T 35  min
12  18
! \, w5 e* L0 m
　回弹性  %
1 E4 g4 z+ ?; b5 _ 66  66

　压缩永久变形（ 100℃x22h）  %
. m& ?3 z' V% g1 ]/ H* ? 42.2  46

8 A1 D8 G  O4 \+ y: `　裂口增长  L+2(mm)屈挠次数
" h7 u; f7 g' _% m" a' ? 2800  3000
  y3 g3 Z4 G$ i
L+6(mm)屈挠次数
+ f. g% S' ]8 I; g% u 18000  9240

* ?3 y9 i5 n3 j7 h  I+ S
二、结果分析：

+ [0 ?- ~  u6 Z! @' h　　经国家炭黑检测监督检验中心对加拿大肯卡伯公司生产的 N990和俄罗斯产N990分别作出检测，得出了两份实验报告，以下对检测报告上的各项指标进行简要分析：
- \4 S5 |1 ~, _6 ~7 I) @2 R6 O
　　实验报告主要分为两个部分，第一部分是检测炭黑自身的性质，第二部分是炭黑添加到胶料中以后胶料的性能。本次实验所检测的对象又是典型的热裂解法炭黑，因此主要的性能指标还有筛余物含量等。第一部分中的指标直接会影响第二部分的检测结果，二者有很密切的关系。一般反映炭黑性能主要有四项指标：粒径和粒径分布，结构和结构性，比表面积，表面化学性质等。接下来我就逐项对各项指标及其中的关联性加以分析：

1.　吸碘值、 CTAB吸附比表面积、氮吸附比表面积、STSA
; C$ j! n3 ^1 H
　　这四项指标是反映炭黑粒径大小和比表面积的，它们均表明这两种炭黑的粒子比表面积较小、直径较大。四种方法同时使用以便消除各种检测手段的方法误差。从数据中看，这两种炭黑在粒径大小上差别不大。
7 b5 S& |8 s9 Z2.　DBP吸收值和压缩样DBP吸收值
- {% c+ H- U2 S' e
　　这两项指标是反映炭黑结构和结构性的，其中压缩样 DBP吸收值与胶料性能的相关性更强，原因是这样：炭黑中炭原子并不是以原子的形态存在的，而是很多个原子团聚在一起形成链枝状的聚集体，我们称其为一次结构或者原生结构；靠着一次结构之间的分子间力的作用等，聚集体彼此吸引形成更大的复聚体团块，我们称其为二次结构。二次结构不稳固，在胶料加工过程中就会被破坏，因此炭黑最终在胶料中的存在形态是一次结构。DBP吸收值测出的是炭黑在自然状态下，即一次结构二次结构并存的结构指标，而压缩样DBP吸收值是经高压将炭黑的二次结构全部破坏成一次结构后得到的炭黑结构指标，因此它更能体现的是炭黑在胶料中的结构状态，显然与胶料性能的相关性更强。

5 }3 Y& A6 E% s8 n( v0 H　　接下来我们来看这两种炭黑的这两项结构指标，横向比较说明加拿大产的 N990炭黑无论在一次结构上还是一次、二次混合结构都要比俄罗斯低，也就是说加拿大的N990更容易分散；而两种炭黑的指标各自做纵向比较，发现加拿大产N990压缩后的DBP吸收值与压缩前比较几乎没有变化，这能够说明此种炭黑本身就是主要以一次结构形态存在的，当把它添加到胶料中时需要的外应力很小就可以均匀的分散成通常炭黑在胶料中的存在状态，减少混炼过程的耗能、生热等，改善了胶料的加工性能。而俄罗斯产N990在这方面就略劣势于加拿大N990。
7 s5 N9 v( @% q3 ]% W4 m
$ L) M5 s' N  m  e7 u' d% V* I+ W3.　pH值
# y  b5 n5 \* N! m$ Q) A  s+ S* k
% X5 N/ Z6 e$ c2 R+ r5 E- f　　这项指标是反映炭黑表面化学性质的。更准确地说， pH值反映了炭黑表面的酸碱性，PH值的大小是影响胶料焦烧时间（T 35 ）的因素之一，PH值越低，T 35 就越长。实际上焦烧时间和胶料半成品的自硫化时间正向相关，如果T 35 较短，胶料在转入制成品加工之前就自硫化了，胶料变得难以加工，这是我们不希望发生的；而如果T 35 较长，胶料在转入制成品加工之后要一段时间才能开始硫化，这样又浪费了时间和能源，也是我们不希望发生的，因此在实际生产过程中比较接受的T 35 在10分钟左右。加拿大产N990的T 35 （12分钟）更接近于实际生产需要。

3 L6 n0 O9 k, H5 K4.　丙酮抽出物

: B4 Q: z" f3 r2 Y0 N- `' W6 H　　这项指标反映了炭黑生产转化的完全程度。炭黑是由乙烯焦油、煤焦油、天然气等原料经不同的加工过程生成的，在生成的炭黑中肯定会混有一些残留的原材料，丙酮抽出物的大小就反映了残留物的多少。我们当然希望炭黑的转化率高，混有的残余原料少。在这项指标的比较中，俄罗斯 N990的丙酮抽出物较小，但两者都在0.5%以下，属于合理范围。

5.　45μm，150μm，500μm筛余物含量
3 ^4 H$ H" O& {$ u
8 R& z3 x6 G; p　　这三项指标对于热裂解法炭黑来说是非常重要的，尤其是 45μm筛余物含量一值，他的大小直接影响了制成品外观的光亮程度、后续处理等方面。45μm筛余物含量越低，制品就越光亮，外表越美观。现在市场竞争的激烈使得大家对高端制品内、外品质都追求卓越，因此极低的45μm筛余物含量能够吸引采购者们的眼球。从这项性能上来看，加拿大产的N990具有更强的竞争力。

6.　其他炭黑性质
& `/ J) N4 l' d4 m/ \7 D1 f' U
　　这二种是热裂解法炭黑，因此他们的着色强度都较低，难以测出，实际生产过程中几乎不用他们作为着色剂使用。其他的性能，如加热减量、灰分、杂质等，数值都较小，几乎得不到结果，对实际应用影响很小。

8 w0 c, d3 P! F0 q; [  E1 J: d7.　胶料的性能
8 q/ ~5 G) J! T" A' ^% ]* g/ ^
5 d0 o' O5 V; j8 _1 k* a　　之前通过分析炭黑自身性能，联系到一些应用于胶料后的情况，还有几项胶料的指标需要拿出来再说一说。众所周知，热裂解法炭黑是一种补强性不高，但是在改善胶料弹性、动态性能、压缩永久变形性和加工性能方面具有独特优势的高品质炭黑。从此次实验的几项指标上可以看得出来，如拉伸强度、 300%定神应力、扯断身长率、回弹性、压缩永久变形和裂口增长等。若将两种炭黑加以比较，会得出如下结论：
/ t/ {2 Z! x1 t, a8 U* N
　　在补强性上二者能力相当；

" X" y* j% ?3 ^' a1 k　　300%定伸应力越高，扯断伸长率越小使得胶料的韧性越好，因此添加了加拿大产N990的胶料获得更好的韧性；

) a5 O) L* f/ I* `　　胶料回弹性都较好；

　　压缩永久变形是一项硫化参数，胶料硫化得越彻底越完全，这项指标就越小，在这点上加拿大产的 N990也具有一定优势；

, h# ~: ~5 f3 B2 M: d　　此外裂口增长的测试一共进行了两种， L+2(mm)屈挠次数和L+6(mm)屈挠次数，其中后者更有意义一些，因为胶料对这样的缺口更敏感。通过比较我们能够看出，加拿大产的N990对改善胶料的动态性能有更明显的优势。

　　通过以上的分析，我们可以得到这样的结论，加拿大产 N990和俄罗斯产N990都是一种典型的热裂解法炭黑，他们对增加胶料的弹性、韧性，改善胶料的动态性能、压缩永久变形性和加工性等有很明显的优势，所以可以广泛应用于各种橡胶密封件、胶管、胶带、雨刷条等橡胶制品中。从整体效果上看，加拿大产N990的品质更高一些，可以赋予胶料更好的外观、更大的韧性、更小的压缩永久变形性、更好的加工性能和其他一些更卓越的品质。各行业的朋友们可以针对自己产品品质的需要选择不同的热裂解法炭黑。

( s" ^4 [5 _3 [9 T[face=宋体][/face]

胶大

好文章。学习下。

玉兔

自己顶一下！

开心的小猪

顶
" ^3 A& o; k. c1 |7 j

吕大侠

谢谢!但是俄罗斯产无厂家,不会是替加拿大公司做广告吧!

吕大侠

谢谢!但是俄罗斯产无厂家,不会是替加拿大公司做广告吧!

玉兔

感觉文章中的技术内容比较好,对橡胶人似乎有那么一点帮助.绝没有为任何一家公司做广告的意思.

hailang7111

顶楼主，做广告也无妨，最起码让大家了解了这方面的信息。

dh3655

这个100%是加拿大的哦，

纳米郎

学习学习，楼主是中联的啊？呵呵