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    各種炭黑在橡膠中的作用,碳黑和炭黑的區別

    發布時間:2015-06-11 11:02:51   人瀏覽 來源: 橡膠技術網

    橡膠技術網 - 炭黑

        炭黑即碳黑(carbon black),是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末,表面積非常大,范圍從10-3000m2/g,是含碳物質(煤、天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經不完全燃燒或受熱分解而得的產物。

        炭黑按性能區分有“補強炭黑”、“導電炭黑”、“耐磨炭黑”等。炭黑可作黑色染料,用于制造中國墨、油墨、油漆等,也經常用于橡膠生產補強劑;炭黑按用途不同,通常分為色素用炭黑、橡膠用炭黑、導電碳黑和專用碳黑。

        中國是世界上最早生產炭黑的國家之一。在古時候,人們焚燒動植物油、松樹枝收集火煙凝成的黑灰,用來調制墨和黑色顏料。這種被稱之為“炱”的黑灰就是最早的炭黑。

        1912年,人們發現炭黑對橡膠具有補強作用,從此炭黑逐漸成為橡膠工業不可缺少的原材料。

        炭黑一般是指碳單質微粒,一般是由于有機物燃燒不充分,其中的氫元素和氧元素轉化為水,而碳元素燃燒不充分,就會脫離分子,形成炭黑。用爐黑生產工藝可得到幾乎所有粒徑范圍的炭黑,同一品種的炭黑,其粒子大小并不完全相同,呈現一個粒徑分布范圍。一般來說,粒子較細的品種,粒徑分布較窄。顏料黑越細,炭黑聚集體之間接觸點便越多,結果它們之間內聚力越強,當把顏料黑摻入料,即開始進行始炭黑均勻分布時,則對分散要作的功便大,以把炭黑粒子分隔開來,最終達到最高的黑度和著色。

        炭黑的密度有兩種,一種是真密度,即由組成炭黑的元素及結構(或晶體結構)確定,在沒有特別說明的情況下,炭黑的密度指真密度;另一種是傾注密度或視密度,其隨炭黑的加工條件變化而不同,需經常測定。視密度主要為工程設備以及包裝、貯運等容器的容積計算提供依據。

        粒徑小、結構高的炭黑傾注密度小。粒子小、結構高、表面純凈和表面粗糙度大的炭黑導電性好。橡膠技術網了解到,制備導電膠料時,炭黑的用量不能小于某一臨界值,否則膠料中過少的炭黑不能形成導電通道或不能引發場致發射,使膠料的導電性不能達到要求。

        炭黑在橡膠中的作用

        1。增加橡膠制品的耐磨性和使用壽命(補強劑)

        2。節約成本,一般橡膠制品都是兩份膠一份炭黑(填充劑)

        各品種炭黑的用途區別是什么?

        炭黑按用途分類

        按照用途可把其分為兩類:橡膠用炭黑、色素炭黑

        1、色素用炭黑的分類

        國際上根據炭黑的著色能力,通常分為三類,即高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。這個分類系統常用三個英文字母表示。前兩個字母表示著色能力,后一個表示生產方法

        例如:高色素槽黑: HCC(high color channel)

        高色素爐黑 HCF(high color furnace)

        給類色色素分類主要根據粒徑和黑度進行分類。高色素槽黑(10-14nm),中色素槽黑(15-27 nm)、中色素爐黑(17-27 nm)、低色素爐黑(28-70 nm)

        2、橡膠用炭黑的分類

        命名系統是把炭黑膠料的硫化速度和結構等因素考慮進去的,由4個系統構成。第一個字母代表英文字母代表膠料的硫化速度。N代表正常(normal)硫化速度,S代表緩慢(slow)硫化速度。后面3個字母第一字母代表炭黑氮表面積范圍。第二個和第三個數字是反應不同的結構程度。

        橡膠用炭黑的分類及用途:

        命名系統是把炭黑膠料的硫化速度和結構等因素考慮進去的,由4個系統構成。第一個字母代表英文字母代表膠料的硫化速度。N代表正常(normal)硫化速度,S代表緩慢(slow)硫化速度。后面3個字母第一字母代表炭黑氮表面積范圍。第二個和第三個數字是反應不同的結構程度。(這些都是由國家標準的)

        N220適用于各種橡膠,耐磨性比N330高10%-20%,能賦予膠粒膠高的拉伸強度和抗撕裂強度,并有一定的導電性。主要用于載重胎、乘用胎的胎面膠,及需要高強度、高耐磨的橡膠制品。

        N234耐磨性比N220約高10%,在高苛刻度下使用,更能顯示出良好的耐磨性能。主要用于高速輪胎面膠和高質量的橡膠制品。

        N326在天然橡膠中具有較高的拉伸強度、抗撕裂強度、耐磨性及抗蹦裂性能。主要用于要求強度高、生熱低的輪胎(包括越野胎)胎面膠,也適用于輸送帶、密封制品及其他高質量橡膠工業制品。

        N330是一種補強性能良好的炭黑,能賦予膠粒較好的強伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和彈性。主要用于輪胎胎面、簾布膠、胎側及各種橡膠工業制品。

        N339在胎面膠料中的補強性能、耐磨性能及抗裂口增長性能近于N220炭黑,特別適用于丁苯橡膠與順丁膠并用體系。主要用于乘用胎、卡車胎胎面膠,輸送帶、膠管及各種要求耐磨性高的橡膠工業制品。

        N375與N339性能基本相同,生熱比N339稍低。主要用于轎車胎、載重胎及越野胎胎面膠。

        N550適用于天然橡膠和各種合成橡膠,易分散,能賦予膠料較高的挺性,壓出速度快,口型膨脹小,壓出表面光滑。硫化膠的高溫性能及導熱性能良好,補強性能、彈性和復原性亦較佳。主要用于輪胎簾布膠、胎側、內胎及壓出、壓延制品膠料中。

        N539使用于本品的膠料,其壓出表面光滑,口型膨脹小。硫化膠的拉伸強度和伸長率較高,定伸應力較N550低,彈性和耐疲勞性能均較好。主要用于輪胎胎體膠料,尤其適用于以天然橡膠為主的緩沖層膠料,亦可用于輪胎基部膠料、膠帶覆蓋和其它橡膠制品及電線、電纜護套料中。

        N660本品適用于各種橡膠,與半補強碳黑相比,具有較高的結構,粒子較細,在膠料中易分散,硫化膠的拉伸強度、抗撕裂強度和定伸應力較高,而變形小,生熱低,彈性和耐屈擾性能良好。主要用于胎輪簾膠布、內胎、自行車、膠管、膠帶、電纜、鞋類及壓延制品、模型制品等。

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