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白炭黑
一、简介
，因其为白色，且主要物性及用途与炭黑相似而得名。
白炭黑的主要成份是SiO
2
白炭黑按生产方法的不同可分为沉淀白炭黑（沉淀水合二氧化硅）和气相法白炭黑（气相二氧化硅），两种产品的生产方法不同，性质及用途也有很大区别，以下介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的，也即沉淀法白炭黑，以下所涉及的白炭黑均为沉淀法白炭黑。
白炭黑各指标在应用中的作用
1、比表面积
白炭黑补强作用的大小，主要取决于它的比表面一般随比表面积增大，橡胶制品的各项强度指标均增大，但回弹性降低，撕裂强度降低，且不耐磨，混炼时分散困难，生热高，胶料门尼粘度大，易焦烧，因此，不同配方，不同用途，要求比表面积也不一样，比表面积对硫化橡胶物理机械性能的影响不是始终如一的。
2、吸油值
吸油值大小体现的是结构度的高低，吸油值大，结构度小，硫化胶的伸强度一般较大，抗张强度和硬度较大，特别是耐磨耗较小，但伸长率较低。
3、900℃灼烧减量
表现的是表面羟基过多时，易造成橡胶复合材料的结构化，使材料变脆。
影响加工性能，并且硫化胶易掉块，且表面羟基对硫化促进剂有强烈的吸附作用，延长硫化时间。
4、105℃加热减量
反映粒子空隙中自由水的多少，过少时，胶料结构化程度高炼胶变得困难，若加热减量为零，则白炭黑毫无用处，一般控制在6%左右较合适。
5、PH值
一般在7左右，PH值升高（酸性减小），胶料硫化速度加快。
、
6、可溶性盐
越少越好，但越少，成本越高。
炭黑主要化性指标对橡胶混炼胶料性能影响分析王宏武勇王雪宁(朝阳黑猫伍兴岐炭黑有限责任公司辽宁朝阳122000；江西黑豹炭黑有限公司江西萍乡337034) 摘要：通过选择N234,N220,N375,N326四个炭黑品种中,不同化性指标的产品,按国标配方做混炼胶性能测试；包括硫变，门尼，焦烧等项目。
通过以上数据分析，确定炭黑不同化性指标对胶料各主要性能的影响范围及程度。
关键词：炭黑；化性指标；硫变；门尼；焦烧；影响趋势；影响程度；炭黑是橡胶中重要的填料之一,主要起到补强和填充的作用，能显著提高橡胶制品的补强性。
特别在轮胎企业，由于炭黑的添加使轮胎胎面的耐磨性成几十倍的增加,极大提高了轮胎行驶里程。
同时，也极大的改善橡胶的拉伸强度等物理机械性能。
由于橡胶性能的优劣首先体现在混炼胶的相关性能中;包括:硫变、门尼粘度和焦烧等方面。
因此,深入研究炭黑主要性能的变化对混炼胶性能的影响,以便对于更好的满足轮胎橡胶企业的需求,有针对性的调整炭黑生产工艺,都有着重要的意义。
1 炭黑主要性能、混炼胶主要性能1.1 炭黑主要性能1.1.1炭黑比表面积是指单位质量或体积内炭黑粒子表面积的总和。
以BET 法测定分为总比表面积(NSA)；外比表面积（STSA)。
1.1.2炭黑结构是对炭黑聚集体链枝程度的表示。
以吸油值法测定分为一次结构和二次结构；其中DBP 是一次结构和二次结构总和。
一次结构（CDBP ）是原生结构，不易破坏；二次结构是靠范德华力凝聚形成的附聚体，易受外力而改变。
1.1.3着色强度(Tint):是炭黑对白色染料的遮蔽染黑能力。
与粒径有关，随粒径的缩小及粒径分布均一性的提高着色强度有增加趋势；着色强 度的大小也可间接代表炭黑活性的强弱。
1.2 混炼胶主要性能1.2.1 门尼粘度(M1+4):表示胶料粘度的大小。
一般按如下形式表示：C o ML1004150式中：50M —粘度，以门尼值为单位；L —大转子 1—预热时间，1min 4—转动时间，4min100℃—试验温度。
炭黑压缩吸油值
炭黑压缩吸油值，也被称为DBP值，是评估炭黑吸附性能的重要指标。
它是指在规定的试验条件下，100g炭黑吸收邻苯二甲酸二丁酯(DBP，di-n-butyl phthalate)的体积(cm³)数。
这个值可以用来表征炭黑的聚集程度，计算炭黑聚集体之间的空隙体积，是炭黑聚集和附聚程度的量度。
炭黑的吸附性能对于其在橡胶、塑料、油墨、涂料等领域的应用具有重要的影响。
炭黑压缩吸油值的测定方法通常采用ASTM D2414标准，该标准规定了测定炭黑压缩样吸油值的实验条件和方法。
具体来说，测定时需要将炭黑样品压缩成一定的形状和尺寸，然后将其浸泡在一定量的液体中，待一定时间后取出，用滤纸将表面的液体吸干，然后称重，计算吸油量。
测定时需要注意一些实验条件，如炭黑样品的压缩程度、浸泡液体的种类和温度、浸泡时间等，这些条件对于测定结果具有重要的影响。
炭黑压缩样吸油值的测定结果通常用吸油值表示，单位为ml/100g。
吸油值越大，表示炭黑的吸附能力越强，对于某些应用来说具有更好的性能。
炭黑压缩吸油值的测定结果不仅受到实验条件的影响，还受到炭黑本身的性质影响。
炭黑的吸附性能与其表面积、孔隙结构、表面化学性质等因素密切相关。
一般来说，表面积越大、孔隙结构越发达、表面化学性质越活泼的炭
黑吸附能力越强。
因此，在选择炭黑时需要根据具体应用要求选择合适的炭黑种类和吸油值范围。
如需了解更多关于炭黑压缩吸油值的信息，建议咨询专业人士获取帮助。
炭黑的性能对橡胶的性能的影响炭黑的化学活性与橡胶性能的关系炭黑的化学活性对补强性能具有重要作用。
实验证明，化学活性大的炭黑，其补强作用大；而化学活性低的炭黑（如石墨化炭黑），其补强作用就非常之小。
这是因为，化学活性大的炭黑，表面上的活性点多，在炼胶与硫化过程中与橡胶分子反应形成的网状结构（结合橡胶）数量多。
而这种炭黑与橡胶形成的网状结构，赋予硫化胶以强度。
因此，炭黑的化学活性是构成补强性能的最基本因素，称为影响炭黑补强性能的第一因素（或强度因素）。
炭黑的化学活性越大，混炼时生成的结合橡胶数量越多，从而使胶料的门尼粘度提高，压出时口型膨胀率和半成品收缩率加大，压出速度减慢。
而硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等越高。
经研究，在炭黑表面的活性点中，含氧官能团对不饱和橡胶的补强作用极微，这也是近代发展炉法炭黑而较少采用槽法炭黑的原因之一。
但含氧官能团对饱和度高的橡胶（如丁基橡胶）的补强功能则有较大作用。
炭黑的粒径与橡胶性能的关系既然炭黑的活性点存在于炭黑的表面上，因此炭黑粒子越小，比表而积就越大，相同质量炭黑的活性点也越多，这就能更好地发挥炭黑对橡胶的化学结合和物理吸附作用，从而提高了补强效应。
所以，炭黑的粒径是影响炭黑补强性能的第二个因素，即广度因素。
炭黑的粒径越小，硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、耐磨性、硬度越高，耐屈挠龟裂性越好，回弹性和扯断伸长率减小。
但粒径过小，会因粒子间聚凝力大，易结团，而导致混炼时分散困难，并使可塑性下降，压出性能降低。
炭黑的结构性与橡胶性能的关系炭黑的结构性是影响炭黑补强性能的第三因素，即形状因素。
这是因为，结构性高的炭黑，其聚熔体形态复杂，枝权多，内部空隙大，当与橡胶混合后，形成的吸留橡胶（或称包容橡胶）多。
由于炭黑聚熔体能阻碍被吸留的橡胶分子链变形，因而对硫化胶的定伸应力、硬度等性能的提高有显著作用，从而体现了补强功能。
同时，吸留橡胶的形成，对提高炭黑在混炼时的分散性以及改善压出操作性能等方面也起着显著的作用，即使压出口型膨胀率和半成品收缩率减小，半成品挺性大，且表面光滑。
炭黑性质对胶料焦烧性能的影响1 前言炭黑是橡胶工业主要的补强剂和填充剂，特别是对轮胎起着非常重要的作用。
炭黑是仅次于生胶的第二位橡胶原材料，不加炭黑的纯丁苯橡胶的硫化胶，其强度很低，没有实用价值。
当加入适当的炭黑后，其硫化胶的强度提高10倍多。
典型的轿车胎中，一般需要用4-5个炭黑品种，用量约占轿车胎总重量的25%-30%。
炭黑加入橡胶后，可以改善胶料的性能，如提高轮胎的耐磨性、抗湿滑性，极大提高轮胎的行驶里程。
但是在胎面胶加工过程中，高表面积、高结构及高配合量的炭黑加入又会增加胶料发生焦烧的危险性，如何在胎面胶中使用高配合量的炭黑，既不降低胶料的性能，又会降低轮胎的成本，是橡胶工作者应关注的问题，本文仅从炭黑的性能指标方面探讨炭黑对胶料焦烧性能的影响。
2 炭黑性能指标对胶料焦烧性能影响依据胶料的焦烧是指胶料在存放或操作过程中产生早期硫化的现象。
配合炭黑的胶料在加工过程中(如挤出、压延等)，胶料因生热而有可能发生焦烧。
炭黑在硫化反应时的作用如同催化剂，使硫化起始反应更快发生。
炭黑在硫化反应中主要影响项目有焦烧时间、硫化速度及最大扭力距。
炭黑的比表面积、结构、表面酸碱性、表面活性均影响胶料的焦烧时间及硫化速率。
炭黑比表面积越高，结构性越高，胶料的焦烧时间越短，硫化速度越快;炭黑的表面酸碱度(pH值)越低，焦烧时间越长，硫化速度越慢，槽法炭黑具有迟延硫化的作用，一般不易引起焦烧。
炉法炭黑呈碱性，具有促进硫化作用，容易引起焦烧;炭黑的表面活性越高，焦料的焦烧时间越长，硫化速度越慢。
3 实验3.1 同品种炭黑，不同的表面积、结构、PH值和挥发份的N220炭黑对胎面胶料焦烧时间的影响配方示例:(质量份)天然橡胶60，顺丁橡胶40，硫黄1.4，促进剂MBS 0.8，氧化锌4.0，硬脂酸2.0，防老剂PANA1.0，防老剂CPPD 1.0，防老剂BLE 1.0，石蜡1.0，N220炭黑70，操作油10，防焦剂PVI(选用)。
炭黑的吸碘值表征了其比表面积和粒径，吸碘值高则比表面积大、粒径小。
DBP吸收值表征了炭黑的聚集态结构，DBP值越高即炭黑的结构(性)越高。
吸碘值和DBP吸收值是关键性指标，这两项指标决定了炭黑的基本性质，同时作为轮胎制造商原材料进货检验必测的项目，不合格将予以退货。
DBP压缩吸收值表征在压缩破坏了聚集态结构后的吸收值，也称为炭黑的真实结构。
DBP压缩吸收值高则炭黑的真实结构高。
化学性能
（1）为提供鉴定目的，吸碘值和DBPA吸油值被认为是主要的关键项目，在标准中提供的吸碘值和吸油值的公差是可以接收的权限，只有在这些极限之内的原材料方可接收
1炭黑的吸碘值大，粒径小，补强作用大，耐磨，弹性差，生热大，在胶料中不易分散。
2吸油值大，结构高，定伸，硬度大，磨耗好，生热大，但容易在炭黑中分散，压出、压延性能好。
（2）对于吸碘值和吸油值的公差在±10 ，±8，±6 ，±5，相应有一个最优公差±8 ，±6，±4 ，±3.5，所以供货商必须尽量保持在最优公差范围内，超出最优公差值时，将要通知供货商，如果一个工厂的产品连续三次超出最优公差值，则应考虑对供应商进行重新评价，超出正常公差的每批货，在任何情况下都拒绝接收。
为提供鉴定目的，吸碘值和DBPA吸油值被认为是主要的关键项目，在标准中提供的吸碘值和吸油值的公差是可以接收的权限，只有在这些极限之内的原材料方可接收
1炭黑的吸碘值大，粒径小，补强作用大，耐磨，弹性差，生热大，在胶料中不易分散。
2吸油值大，结构高，定伸，硬度大，磨耗好，生热大，但容易在炭黑中分散，压出、压延性能好。
炭黑分散剂对NR胶料性能的影响的报告，800字
本报告用于研究炭黑分散剂对NR胶料性能的影响。
首先，炭
黑是一种广泛应用的聚合物增强材料，它可以提高材料的强度、密度和耐磨性。
其次，NR胶料是一种特殊结构，包含多种聚
合物成分，可以改善材料的吸音性、抗水性和耐磨性。
在本报告中，我们将探讨炭黑分散剂如何影响NR胶料的性能。
首先，炭黑分散剂可以增加胶料的力学性能。
在硫化NR(SBR)胶料中，炭黑可以用作填料。
它可以在胶料的内部形成一个低密度的层，从而增强胶料的强度和机械性能。
此外，它还能够改善胶料的表面光泽度和热稳定性。
此外，炭黑分散剂的使用还可以改善胶料的耐磨性，因为它能够形成一个保护膜，减少胶料内部的受力和磨损。
其次，炭黑分散剂可以改善NR胶料的吸音性。
由于炭黑分散
剂能够有效地阻隔空气中的声波，所以胶料表面的炭黑分散剂层能够有效地减少声波的传播，从而提高胶料的吸音性。
最后，炭黑分散剂还能够改善NR胶料的抗水性。
一方面，炭
黑分散剂可以提升胶料的表面张力，从而改善材料的抗水性。
另一方面，炭黑分散剂的释放的静电荷也可以起到表面层的防水作用。
综上所述，炭黑分散剂可以极大地改善NR胶料的性能，其中
最显著的改进是力学性能、吸音性和抗水性。
因此，炭黑分散剂在NR胶料中有着重要的作用，必须得到正确的使用以提高
材料性能。
炭黑各项检验指标的使用意义------------------------------------------------------一、杂质（该单项指标不合格可判定为不合格品）炭黑的杂质，一般是通过不同规格的分样筛进行测定的。
将不能通过20 目（筛孔直径840um）的过大颗粒称为杂质。
炭黑中的颗粒状杂质有硬炭、铁屑、炉料碎屑以及包装运输过程中混入的异物等。
硬炭是在炭黑生成反应过程中由原料油液滴未经气化直接炭化形成的焦粒状物质。
正常的炭黑产品不允许有过大的颗粒杂质（筛孔直径〉840 um）存在。
二、吸碘值、 CTAB 吸附比表面积、氮吸附比表面积、STSA这四项指标是反映炭黑粒径大小和比表面积四种方法同时使用以便消除各种检测手段的方法误差。
它们均表明炭黑的粒子比表面积较小、直径较大。
比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和。
炭黑的比表面积分为外比表面积、内比表面积和总比表面积。
近年来，比表面积取代了粒径作为炭黑品种分类的主要依据。
比表面积的测定方法，常用的有：（1）、吸碘值法：单位以每克（或每千克）炭黑吸附碘的质量表示，该法是橡胶用炭黑常用的比表面积测定法。
可直接用吸碘值表示炭黑的比表面积。
（2）、CTAB 吸附比表面积测定：CTAB（十六烷基三甲基溴化胺），CTAB 表面积为为炭黑的外表面积或光滑表面积；外表面积相当于橡胶与炭黑的真实界面，CTAB 吸附比表面积测定炭黑外比表面积的主要方法。
（3）、STSA（统计层厚度法）：测定外比表面积。
（4）、氮吸附比表面积：意义: 炭黑的粒子大小及其分布是炭黑的重要基本性能之一。
粒径直接影响炭黑的其他性能和使用性能。
炭黑的粒子大小及其分布对其使用性能有较大的影响，在橡胶应用中，粒子越小，填充橡胶硫化胶的强度（拉伸强度、定伸应力、抗撕裂性能）越好，耐磨性能越高，反之上述性能降低。
但随着炭黑粒子直径增加弹性好、生热低。
所以，根据橡胶工业的不同使用要求，选用不同品种的炭黑。
白炭黑的吸油值单位
白炭黑是一种广泛用于橡胶、塑料、涂料等领域的白色粉末状物质，其吸油值是其重要的物理性能指标之一。
吸油值是指白炭黑吸收油类的能力，通常以ml/100g为单位进行表示。
白炭黑的吸油值与其表面性质和粒径有关。
一般来说，白炭黑的比表面积越大，其吸油值越高，这是因为比表面积越大，其表面活性越高，能够吸附更多的油类。
同时，白炭黑的粒径也会影响其吸油值，粒径越小，吸油值越高。
在实际应用中，白炭黑的吸油值是非常重要的指标。
在橡胶行业中，白炭黑常常被用作补强剂和填充剂，能够提高橡胶的力学性能和耐老化性能。
在塑料行业中，白炭黑则能够提高塑料的耐热性、阻燃性和绝缘性等性能。
而白炭黑的吸油值则直接影响着其在这些材料中的分散性和覆盖性，进而影响产品的性能。
为了确保白炭黑能够在应用中发挥良好的性能，需要根据具体的用途选择吸油值合适的白炭黑品种。
一般来说，吸油值较高的白炭黑具有更好的分散性和覆盖性，能够提高材料的力学性能和耐老化性能。
而吸油值较低的白炭黑则具有更好的补强效果，能够提高材料的硬度和耐磨性等性能。
总之，白炭黑的吸油值是其重要的物理性能指标之一，对于其在实际应用中的分散性和覆盖性以及产品性能有着直接的影响。
了解白炭黑的吸油值并根据具体用途选择合适的品种是确保其发挥良好性能的关键。
第４９卷㊀㊀第２期㊀㊀㊀㊀炭黑对天然橡胶动态性能的影响炭黑对天然橡胶动态性能的影响冯㊀琳㊀编译㊀㊀炭黑是胶料的主要粒子补强剂,可以补强非结晶性聚合物(如S B R),同时也能提高所有碳类弹性体的刚度.炭黑粒子形成复杂缔结结构.整个炭黑系列从NＧ１１０到NＧ９９０,结构也从低到高变化.最常用的炭黑是２００到７００系列,选取以下８种牌号在同一粒径级别内分析炭黑粒径分布和结构.表１示出了每个牌号的详细特征.１)NＧ２２０,在轮胎中常用的小粒径炭黑２)NＧ３２６,３００系列炭黑结构非常低３)NＧ３３０,轮胎标准３００系列炭黑４)NＧ３３９,３００系列中的高结构炭黑５)NＧ５５０,特殊牌号,最初称为快压出炉黑６)NＧ６５０,通用补强牌号７)NＧ７６２,大粒径炭黑,用于胎侧８)NＧ７７４,胎侧炭黑替代牌号３００系列中选取了３种炭黑来突出结构效应,而７００系列中的两种炭黑被认为结构很相近,值得研究它们在胶料中的性能差异性.为了便于理解比较结果,不同的炭黑采用不同的用量,从而使邵尔A硬度达到７０度.然而,尽管７００系列中的两种理论用量也有轻微的不同,为了更好地展示它们之间存在的差异,本研究将它们在同一用量下进行比较.基础配方采用优质天然橡胶和其他极少数的原材料以及一种简单的中硫硫化体系(表２).在实验室密炼机内混炼.由同一操作人员依次称量并混炼所有批次的材料.A S T M试片在１５５ħ㊁T c９０或４m i n的条件下模压,压缩形变试样在同一温度下模压,硫化时间为T c９０加５m i n.加工性能和物理性能测试按以下方法进行:１)M D R流变仪 A S T M D５２８９２)硬度 A S T M D２２４０３)拉伸强度㊁伸长率和定伸应力 A S T M D４１２方法A４)热老化 A S T M D５７３５)压缩永久形变 A S T M D３９５方法B １㊀结果与讨论与目标硬度非常接近,实际的变化范围为６７．７到７４．６度,平均为７０．７ʃ３．４度.这在目标硬度的合理波动范围内,所以进行了后续分析.表３显示了流变数据,最小和最大扭矩的变化范围相当狭窄,因此,这些炭黑在他们各自的用量下性能很相似.T s１数据有很大的差异,从最低到最高是两倍的关系,T c９０的变化也是如此,但没有这么大.不同炭黑对胶料p H值的影响也不同,从而影响硫化起步.这是T s１变化的主要因素.没有一种胶料严重焦烧,T c９０的平均硫化时间是５m i n左右,并不是很长.表１㊀炭黑性能A S T MD３８４９平均粒径,n mD６５５６比表面积,m２/gD２４１４吸油值,c m３/１００gD３４９２压碎吸油值,c m３/１００gD１５１０吸碘值,m g/g NＧ２２０２２１１４１１４９８１２１NＧ３２６２８７８７２６８８２NＧ３３０２７７８１０２８８８２NＧ３３９２５９１１２０９９９０NＧ５５０４５４０１２１８５４３NＧ６５０４７３６１２２８４３５NＧ７６２８５２９６５５９２７NＧ７７４７３３０７２６３２９㊀㊀表４示出了标准橡胶胶料的实验数据.一个明显的趋势是２００和３００系列的炭黑都具有相当高的伸长率,超过５００％,而其他大粒径炭黑的伸长率都较低.这些数据与小粒径炭黑具有较高的拉伸强度相符.但是对于１００％定伸应力,观察到逆转,大粒径炭黑具有较高的模量和硬度.似乎推荐的每种炭黑用量使硬度达到７０度有点不精确.５５０和６５０系列炭黑应当减少４份,２２０㊁３２６和３３９系列炭黑应当增加４份,然而,这些差异并不足以使这些配方的比较全部无效.３２橡胶参考资料２０１９年表２㊀配方N R Ｇ１N R Ｇ２N R Ｇ３N R Ｇ４N R Ｇ５N R Ｇ６N R Ｇ７N R Ｇ８S M R ＧC V ６０１００１００１００１００１００１００１００１００硬脂酸１１１１１１１１氧化锌４４４４４４４４防老剂２２２２２２２２石蜡２２２２２２２２操作油１０１０１０１０１０１０１０１０加工助剂２２２２２２２２N Ｇ２２０６２－－－－－－－N Ｇ３２６－７５－－－－－－N Ｇ３３０－－６８－－－－－N Ｇ３３９－－－６０－－－－N Ｇ５５０－－－－７８－－－N Ｇ６５０－－－－－７８－－N Ｇ７６２－－－－－－１００－N Ｇ７７４－－－－－－－１００硫黄１．８１．８１．８１．８１．８１．８１．８１．８O B T S 硫化剂１．５１．５１．５１．５１．５１．５１．５１．５总计１８６．３０１９９．３０１９２．３０１８４．３０２０２．３０２０２．３０２２４．３０２２４．３０表３㊀流变数据(１５５ħ)N R Ｇ１N R Ｇ２N R Ｇ３N R Ｇ４N R Ｇ５N R Ｇ６N R Ｇ７N R Ｇ８M L ,d N m ３．２８２．９４２．９６３．０３２．８８２．３４２．６８３．１M H ,d N m １８．４５１９．２５１８２０．９７２０．９４１９．４３２０．２９１９．６９T s １,s１４６７３１１７１０６１３０１１６１４１１１２T c ９０,s３５６２７３２９７２８４３０５３０２３２２３０７㊀㊀压缩永久形变的数据变化范围是２０％到２６％,较小粒径的炭黑的形变可能稍高,与理论预测一致.热老化条件并不苛刻,但是当温度超过７０ħ时天然橡胶开始降解,而这在室温下并不典型,因此认为温度不应太高.同时在空气循环烘箱中７０h 是热老化的合适时间.观察到一些并不引人注目的热老化效应,拉伸强度和伸长率的变化可以忽略不计,硬度的增加不超过两度,也不是很明显.只有１００％定伸应力有显著变化,从１５％增加到３５％.聚合物含量增加和变化减少有大致相关性,其中N３３９最突出.在表５中,我们得到了最感兴趣的胶料机械性能的数据.有趣的是,静态刚度只在５０５到６３０的范围内变化,比１００％定伸应力的范围更窄.复数动态弹簧刚度K ∗(在１０H z/５％动态应变振幅下测量)范围为７７６~１０１１N /m m ,一个稍宽的百分率范围,静态和动态性能间有很好的整体相关性.t a n δ(损耗因子)的范围是０．２１１到０．２５５,变化明显但不是很宽的范围,３００系列的炭黑中,可以很清晰地看到随结构增加损耗因子减小的预期趋势.７００系列的炭黑特意采用相同的用量,可以看到损耗因子差别大于预期.N５５０系列炭黑稍有突出,静态和动态刚度都最高,而损耗因子居中.如果我们想更清晰的比较炭黑的补强性能,我们可以将获取的K ∗值与炭黑用量相关联,分析K ∗/份之比,可以发现N２２０补强性能最好,而N７６２最差,如预期的一样.低结构N３２６的补强性不仅比其他３００系列炭黑低,甚至比N ５００和N６５０大粒子炭黑低.从N２２０到N７７４通过最大跨度的炭黑粒径进行补强性比较,表明静态和动态刚度极为接近,但损耗因子有显著差异.N７７４胶料聚合物含量是４４．６％(R H C ),而N ２２０是５３．７％.在屈挠寿命和疲劳生热方面,这意味着什么?聚合物含量高的基体会产生有益的影响?动态测试使用频率扫描来进行,从１~５０H z ,计算了K ∗和t a n δ的比值,如表５所示.正如预期,随着频率增加所有胶料的刚度增大.刚４２第４９卷㊀㊀第２期㊀㊀㊀㊀炭黑对天然橡胶动态性能的影响度增加的范围从１．３３到１．４７,这并不明显,所以聚合物响应似乎在这里占主导地位.损耗因子的变化非常小,在试验误差范围内,尽管小粒径炭黑都保持小幅下降.表４㊀标准物理试验数据试样硫化条件:１５５ħˑT c９０N RＧ１N RＧ２N RＧ３N RＧ４N RＧ５N RＧ６N RＧ７N RＧ８拉伸强度,M P a２５．６２４．９２５．１２４．８１９．３２０．８１８．７１８．０拉断伸长率,％５７９５７７５３１５４７３７１４１７３９０３８６邵尔A硬度,度６７．７６８．１７１．０６８．２７４．６７３．４７１．０７１．９１００％定伸应力,M P a３．２３２．９１４．０７３．２３５．６８５．６０４．４９５．３０压缩永久变形∗,％２６．１２５．４２３．４２３．７２１２０２３．６２１．６热老化:７０ħˑ７０h老化后拉伸强度变化,％６．６０．８－１．９５．６４．４－０．８１．７２．４伸长率变化,％－５．９－７．６－１４．５－５．７－８．１－１２．２－１５．４－１４硬度增加２．１０．２０．７２．１１．８２．３１．８４．１１００％定伸应力变化,％１５．２２４．２２０．３３０．３２０．９２０．６３５．３２５４∗条件:７０ħˑ７０h表５㊀动态测试数据胶料N RＧ１N RＧ２N RＧ３N RＧ４N RＧ５N RＧ６N RＧ７N RＧ８炭黑N２２０N３２６N３３０N３３９N５５０N６５０N７６２N７７４静态刚度,N/m m５５６５７２５８１５３５６３０６１７５０５５５２K∗(１０H z/５％应变),N/m m８８６８７１９０８８３２１．０１１９８７７７６８８８t n aδ０．２５５０．２４９０．２３８０．２３００．２３２０．２２２０．２１１０．２３８K∗,份１４．３１１．６１３．３１３．９１３．０１２．７７．８８．９１~５０H z K∗比率１．４７１．４５１．４１１．４２１．３４１．３３１．４０１．４２１~５０H z t n aδ比率０．９４０．９８０．９５０．９５１．０１１．０１１．０１１．００㊀㊀这似乎表明,弹性模量Kᶄ和粘性或损耗模量Kᵡ,随频率增加的方式是相同的.我们预计聚合物随着频率的增加而变硬,而数据表明,基质的能量吸收也会同时上升.本研究未包含的其他特性有耐磨性和屈挠寿命,预计这两种特性视炭黑的类型不同而有所不同.较小粒径的炭黑能赋予较好的耐磨性,较大粒径的炭黑能延长屈挠寿命,减少生热.还对胶料成本有影响,与用量和各种炭黑的价格有关.２㊀结论众所周知,炭黑补强天然橡胶取决于粒径和结构对标准物理特性的影响,但如何影响工程特性,包括阻尼和刚度,还没有对大范围的炭黑进行详细的研究.从本研究中我们得出以下结论:１)观察到对标准物理性能的影响,即较小粒径的炭黑具有较高的伸长率和拉伸强度,而较大粒径的炭黑可赋予较高的１００％定伸应力.２)炭黑的类型对热老化没有特别的影响,对压缩永久形变可能会有很小的影响.３)粒径大小和结构对动态刚度的增强通常与标准物理性能的效应相对应.４)按份来计算对K∗的贡献时,中等粒径N ５５０炭黑与３００系列炭黑接近.５)动态刚度和硬度或１００％定伸应力之间没有相关性.６)t a nδ反映的阻尼特性不只是与粒径大小有关,而且随结构降低而增大.７)炭黑补强几乎不影响聚合物对频率变化的响应.参考文献:１㊀R．J．D e lV e c c h i o等,R u b b e rW o r l d,V o l．２５３,N o．２(２０１５),２０~２２５２。
炭黑结构对轮胎胶料性能的作用论文炭黑结构对轮胎胶料性能的作用论文橡胶是性能最为优良的材料之一，广泛应用于诸多工程领域，如汽车、民用建筑和电气领域。
业已清楚地确认，未加填充材料的橡胶其物理强度非常低，几乎没有什么实用价值。
填料是添加到胶料中的配合剂，其目的在于补强胶料或降低胶料的成本。
不仅如此，填料也可用来改良未硫化橡胶和硫化橡胶的物理性能。
典型的填充材料包括炭黑、硅酸钙、碳酸钙和粘土。
填料可分为黑色填料和白色填料（非黑色填料）。
黑色填料在橡胶工业中的用途比白色填料广泛，用于轮胎、胶管、电缆等行业。
与此同时，白色填料则用于制鞋行业、一般橡胶制品行业以及汽车行业。
除了传统的白色填料外，近些年来，在利用生物质材料（如油棕废料、稻壳）作为胶料的填料方面，相关业界开展了大量的工作。
炭黑是添加到胶料中的最受欢迎的填料，这归因于其提高硫化橡胶的强度性能的能力，而未添加填料的纯胶硫化物则不具备这种能力。
一般说来，橡胶工业中使用的炭黑品种分为不同类型，例如N-200ISAF（中超耐磨炉黑）系列，N-300HAF（高耐磨炉黑）系列，N-500FEF（快压出炉黑）系列和N-660GPF（通用炉黑）系列。
然而，对于任何给定的橡胶配方，选择炭黑品种时必须考虑到最终产品的预期物理性能、加工方法和成本。
众多研究已经发现，在胶料中添加炭黑乃是因为它具有提高机械性能的能力。
不过，关于炭黑品种在轮胎胎面胶中的作用，除了屈指可数的研究论文外，依然有许多课题有待于开展。
据悉，迄今为止，尚未就考察炭黑结构如何影响未硫化胶料和硫化胶料开展具体的工作。
本研究针对在NR和NR/SBR并用胶料中，炭黑的不同结构如何影响硫化胶的流变性能及物理性能进行探讨。
1材料与方法1.1材料在本研究中，用天然橡胶（NR）和NR/SBR（丁苯橡胶）并用胶来考察胶料的硫化特性和机械性能的影响。
所使用的`炭黑品种为N339/N375和N550/N660，由卡博特（马来西亚）公司提供。
关于炭黑吸油值对胶料的影响炭黑是一种炭素黑色颜料，由碳或石油原料的热解产物制成。
炭黑在橡胶工业中具有广泛的应用，可用于增强橡胶的强度、改善橡胶的耐磨性和抗老化性能。
炭黑的吸油值是一项重要的指标，它对胶料的性能有着直接的影响，本文将围绕炭黑吸油值对胶料的影响展开讨论。
首先，炭黑的吸油值会影响胶料的硬度。
炭黑的吸油值越高，说明其对油的吸附能力越强，而在橡胶配方中添加炭黑会导致橡胶中的油分散不均匀，使橡胶硬化。
因此，在橡胶制品的配方中应合理选择吸油值适中的炭黑类别，以保证橡胶的硬度符合要求。
其次，炭黑的吸油值对橡胶的耐磨性有着重要影响。
炭黑在橡胶中起到了增强橡胶强度和硬度的作用，它能够与橡胶分子链相互作用，形成一种网络结构，从而增加了橡胶的抗拉强度和耐磨性。
而炭黑的吸油值越高，说明其表面积越大，与橡胶分子链相互作用的面积也就越大，从而能够更好地增强橡胶的耐磨性能。
此外，炭黑的吸油值还会影响橡胶的导热性能。
炭黑具有优良的导热性能，可以迅速将热量从橡胶中传导出去，以保证橡胶的使用过程中不产生过多热量积聚。
而炭黑吸油值的增加会导致橡胶中的炭黑含量增加，从而增加了橡胶的热导率，提高了橡胶的导热性能。
这对于一些需要高导热性的橡胶制品来说，如散热片、密封、隔音等领域，具有十分重要的意义。
此外，炭黑的吸油值还会影响橡胶的加工性能。
炭黑在橡胶中会起到助剂的作用，能够改善橡胶的流动性和加工工艺性能。
而炭黑的吸油值越高，会增加橡胶配方中的填充剂含量，从而加剧了橡胶混炼过程中的黏性。
这样会导致橡胶的加工难度增大，容易出现切割不均匀、橡胶黏在模具上等问题。
因此，在橡胶制品的配方中应合理选择炭黑的吸油值，以确保橡胶的加工性能与使用性能相适应。
最后，炭黑的吸油值还会对橡胶的抗老化性能产生一定的影响。
炭黑具有很高的紫外光吸收能力，可以有效地抵御紫外线对橡胶材料的破坏，从而提高了橡胶的抗老化性能。
而炭黑的吸油值越高，表明其表面积越大，对紫外线的吸收能力也就越强，因此在橡胶制品中适量添加吸油值较高的炭黑，可以提高橡胶的抗老化性能，延长橡胶制品的使用寿命。
橡胶用炭黑各项检验指标的意义分析【摘要】橡胶用炭黑的各检验指标主要针对炭黑检验质量参考的标准，按照相应的检验指标要求才能判断橡胶用炭黑的质量，所以各检验指标对保障橡胶用炭黑的质量有着重要意义。
本文主要从理论的角度就橡胶用炭黑各检验指标进行阐述，希望能够为炭黑检验工作的开展起到积极作用。
【关键词】橡胶用炭黑；检验指标；意义炭黑橡胶合成的各指标已经确立，通过按照各检验指标加强控制橡胶用炭黑的质量，才能保障产品的生产质量。
炭黑检测主要是对炭黑粒子自身结构稳定以及固定标准的检测，炭黑合成橡胶材料中的结构对橡胶稳定以及坚固会产生很大影响，所以在检测工作的落实方面要加强重视。
1.橡胶用炭黑各检验指标及其意义1.1橡胶用炭黑的检验指标的使用意义是为了能够检测炭黑的性质，以及检测炭黑添加到胶料当中胶料性能，反映炭黑的性能主要有表面化学性质以及粒径和其分布，比表面积结构以及结构性，在通过在检验的指标科学应用下，这对控制炭黑的应用质量能起到促进作用，方便橡胶用炭黑的检验工作的有效落实。
1.2各指标及应用意义橡胶用炭黑的各检验指标是丰富的，通过对其指标的使用，能判定产品是不是达到合格要求，这对保障橡胶用生产质量能起到促进作用。
从以下检验指标进行具体分析：1.2.1杂质指标杂质指标是橡胶用炭黑检验指标当中比较重要的指标内容，炭黑杂志是采用不同规格分样筛测定，把无法通过20目的大颗粒称为是杂质，炭黑当中有颗粒状的杂质，如铁屑以及硬炭等杂质混入异物当中去，而硬炭就是在炭黑生成反应中原料油液滴没有气化，直接炭化所形成的焦粒状物质，而正常性的炭黑是不能有大颗粒杂质存在的，也就是筛孔直径不能大于840μm，通过对杂质指标进行充分重视，在检验过程中对这一指标参考，能够保障炭黑的质量判断的效果。
1.2.2吸油值指标吸收值也是橡胶用炭黑检验中的重要指标内容，其中指标项当中有DBP吸收值以及压缩氧DBP吸收值，炭黑吸油值检测时候，会受到一些因素影响，如炭黑结构，以及表面吸附能力，由于炭黑的类型多，在炭黑检测当中能保持准确比较重要，这也是炭黑吸油计检测结果特征，结合炭黑吸油值程度改变以及独立呈现独特结构。
沉淀法白炭黑理化指标对橡胶性能的影响补强剂之所以能提高橡胶制品的硬度和机械强度是因为补强剂粒子表面与橡胶大分子接触产生物理吸附作用，而补强剂粒子的活性表面与橡胶分子链又结合成牢固的化学键, 生成“结合橡胶”，既有物理作用, 也有化学作用。
沉淀法白炭黑粒子含有多种硅醇基。
红外光谱图表明在白炭黑表面存在三类羟基：硅氧基、隔离轻基、氢键连结。
白炭黑分子结构中心的一Si一O一键具有极性, 有很大的结合能力, 这就使白炭黑微粒表面活性大, 能与橡胶分子发生作用, 炼胶过程中高分子的橡胶烃基断裂生成自由基,与白炭黑表面层一OH 作用。
另外, 白炭黑微粒的无定形状态, 结晶混乱, 致使表面层形成静电场, 对橡胶高分子的不饱和双键发生诱导效应，促使两者结合。
1. 粒径的影响沉淀法白炭黑粒径分原始粒径和二次结构粒径。
一般来说, 白炭黑在胶料混炼过程中二次结构破裂, 因此影响橡胶胶料性能最主要的是原始粒径。
沉淀法白炭黑原始粒径在8-110nm，粒径细, 则分散性能好, 与橡胶接触的有效面积也大, 对橡胶补强显然有利。
从橡胶补强作用机理看来，白炭黑表面层一OH 的多少, 直接关系到补强效果。
美国化学家R·K·ILer在对水凝胶一次粒子的大小与羟基数的关系的研究中总结出以下规律，这种规律性揭示了白炭黑粒径对橡胶胶料强度的影响（见表1）。
可见d越小, 活性基团越多, 粒子与橡胶之间作用越强, 强度越大。
表1 一次粒子大小与羟基数关系2. 结构性的影响白炭黑的结构类似于炭黑, 呈球形, 单个粒子之间以面相接触, 呈枝链状联结, 此结构称为“二次结构”。
链枝结构又以氢键力相作用, 形成一团团的聚集体结构, 此结构受到外力的破坏是可逆的, 其结构性大小用吸油值来反映（吸油值系指1克白炭黑吸附邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的毫升数）。
吸油值越大, 结构性越高。
结构越大, 表明白炭黑呈聚集状态的枝链结构越多, 对橡胶的补强效果也好。
炭黑的吸碘值表征了其比表面积和粒径，吸碘值高则比表面积大、粒径小。
DBP吸收值表征了炭黑的聚集态结构，DBP值越高即炭黑的结构(性)越高。
吸碘值和DBP吸收值是关键性指标，这两项指标决定了炭黑的基本性质，同时作为轮胎制造商原材料进货检验必测的项目，不合格将予以退货。
DBP压缩吸收值表征在压缩破坏了聚集态结构后的吸收值，也称为炭黑的真实结构。
DBP压缩吸收值高则炭黑的真实结构高。
化学性能
（1）为提供鉴定目的，吸碘值和DBPA吸油值被认为是主要的关键项目，在标准中提供的吸碘值和吸油值的公差是可以接收的权限，只有在这些极限之内的原材料方可接收
1炭黑的吸碘值大，粒径小，补强作用大，耐磨，弹性差，生热大，在胶料中不易分散。
2吸油值大，结构高，定伸，硬度大，磨耗好，生热大，但容易在炭黑中分散，压出、压延性能好。
（2）对于吸碘值和吸油值的公差在±10 ，±8，±6 ，±5，相应有一个最优公差±8 ，±6，±4 ，±3.5，所以供货商必须尽量保持在最优公差范围内，超出最优公差值时，将要通知供货商，如果一个工厂的产品连续三次超出最优公差值，则应考虑对供应商进行重新评价，超出正常公差的每批货，在任何情况下都拒绝接收。
为提供鉴定目的，吸碘值和DBPA吸油值被认为是主要的关键项目，在标准中提供的吸碘值和吸油值的公差是可以接收的权限，只有在这些极限之内的原材料方可接收
1炭黑的吸碘值大，粒径小，补强作用大，耐磨，弹性差，生热大，在胶料中不易分散。
2吸油值大，结构高，定伸，硬度大，磨耗好，生热大，但容易在炭黑中分散，压出、压延性能好。
