中國粉體網(wǎng)訊 近年來,,綠色輪胎和硅橡膠需求的增長,,以及輪胎生產(chǎn)廠家產(chǎn)能不斷擴(kuò)大,,為白炭黑帶來持續(xù)增長的市場需求。隨著綠色輪胎時代到來,,高分散白炭黑的市場需求將呈現(xiàn)跨越式增長。而一些發(fā)達(dá)國家開始鼓勵在輪胎和橡膠制品生產(chǎn)中,,使用白炭黑替代炭黑,。那么,“炭黑+輪胎”同“白炭黑+輪胎”相比,,兩者有何差異,?
一、炭黑與白炭黑
碳黑(carbon black),,又名炭黑,,是一種無定形碳。輕,、松而極細(xì)的黑色粉末,,表面積非常大,范圍從10~3000m2/g,,是含碳物質(zhì)(煤,、天然氣、重油,、燃料油等)在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物,。
白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱,主要是指沉淀二氧化硅,、氣相二氧化硅,、超細(xì)二氧化硅凝膠和氣凝膠,也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等,。白炭黑是多孔性物質(zhì),,其組成可用SiO2•nH2O表示,其中nH2O是以表面羥基的形式存在,。能溶于苛性堿和氫氟酸,,不溶于水、溶劑和酸(氫氟酸除外),。耐高溫,、不燃、無味,、無嗅,、具有很好的電絕緣性。
炭黑 | 白炭黑 | |
主要成分 | 炭 | 硅氧化物 |
形成機(jī)理 | 在極短時間內(nèi)熱解并團(tuán)聚成粒 | 在沉降和隨后的熟化過程中較緩慢的形成 |
物理表面 | 石墨,半結(jié)晶態(tài) | 無定形結(jié)構(gòu) |
表面基團(tuán) | 少量多種不同的基團(tuán) | 大量均勻分布(-OH) |
表面親和性 | 憎水 | 親水 |
對S硫化的影響 | 可忽略 | 對交聯(lián)有相當(dāng)大的影響 |
電導(dǎo)特性 | 中度導(dǎo)電 | 絕緣體 |
二,、“炭黑+輪胎”與“白炭黑+輪胎
制動性能
白炭黑凝聚體間的摩擦小,,能量損失減少,,滾動阻力降低,;白炭黑施加的拘束小、橡膠能自由運動,橡膠彈性大,、易吸收路面的變形,,在與路面之間、易生成溶解橡膠,,體現(xiàn)出高抓地力。對于炭黑來講,,凝聚體大,、摩擦大,橡膠對炭黑有較大的拘束,。
替代效果
炭黑是橡膠的主要補強(qiáng)劑,,一般講粒徑越小,比表面積越大的炭黑補強(qiáng)性能越好,。而且納米結(jié)構(gòu)炭黑,,用于輪胎胎面與原有的炭黑相比有低的滾動阻力,高的耐磨性和抗?jié)窕�,,是很有前途的高性能輪胎胎面用炭黑,。但炭黑最大的缺點是不能用于制備彩色制品。
白炭黑是一種環(huán)保,、性能優(yōu)異的助劑,,主要生產(chǎn)原料為石英砂、純堿和硫酸,。它具有超強(qiáng)的粘附力,、抗撕裂及耐熱和抗老化性能。白炭黑用在彩色橡膠制品中以替代炭黑進(jìn)行補強(qiáng),,滿足白色或半透明產(chǎn)品的需要,。白炭黑同時具有超強(qiáng)的粘附力、抗撕裂及耐熱抗老化性能,,所以在黑色橡膠制品中亦可替代部分炭黑,,以獲得高質(zhì)量的橡膠制品,如越野輪胎,、工程輪胎,、子午胎等。
白炭黑/Si69取代炭黑
結(jié)語
隨著全球輪胎產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,,其新技術(shù),、新工藝、新材料均有所突破,。同時,,在綠色環(huán)保的大趨勢下,輪胎制造中使用的傳統(tǒng)添加劑,正在被一些生態(tài)環(huán)保的材料所取代,。除了白炭黑,,石墨烯、碳納米管,、杜仲膠,、蒲公英橡膠、銀膠菊橡膠等多種新材料在輪胎制造業(yè)的應(yīng)用正變得日益廣泛,。例如,,碳納米管具有優(yōu)異的力學(xué)性能及導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,。添加這種材料的輪胎,,與普通輪胎相比,具有低滾動阻力,、高耐磨性能,、低碳節(jié)能等優(yōu)勢。在國內(nèi),,山東大展納米材料,、山東豐源輪胎等公司,已生產(chǎn)出碳納米管綠色輪胎,。經(jīng)檢測,,這種輪胎擁有高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電和高耐磨性能,。截至目前,,全球石墨烯年產(chǎn)能已達(dá)到百噸級,包括輪胎業(yè)在內(nèi),,不少石墨烯研發(fā)項目順利完成,,并進(jìn)入商業(yè)化準(zhǔn)備期。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計,,石墨烯產(chǎn)業(yè)有望迅速進(jìn)入井噴發(fā)展期,,并對傳統(tǒng)的輪胎原材料產(chǎn)生顛覆作用�,?深A(yù)見的是,,在綠色輪胎產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的時代潮流下,新材料的應(yīng)用前景廣闊,。