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“炭黑+轮胎”VS“白炭黑+轮胎”


来源:中国粉体网   黑金

中国粉体网讯  近年来,绿色轮胎和硅橡胶需求的增长,以及轮胎生产厂家产能不断扩大,为白炭黑带来持续增长的市场需求。随着绿色轮胎时代到来,高分散白炭黑的市场需求将呈现跨越式增长。而一些发达国家开始鼓励在轮胎和橡胶制品生产中,使用白炭黑替代炭黑。那么,“炭黑+轮胎”同“白炭黑+轮胎”相比,两者有何差异?


一、炭黑与白炭黑


碳黑(carbon black),又名炭黑,是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末,表面积非常大,范围从10~3000m2/g,是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。





白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶,也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质,其组成可用SiO2•nH2O表示,其中nH2O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸,不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。



炭黑

白炭黑

主要成分

硅氧化物

形成机理

在极短时间内热解并团聚成粒

在沉降和随后的熟化过程中较缓慢的形成

物理表面

石墨,半结晶态

无定形结构

表面基团

少量多种不同的基团

大量均匀分布(-OH

表面亲和性

憎水

亲水

S硫化的影响

可忽略

对交联有相当大的影响

电导特性

中度导电

绝缘体


二、“炭黑+轮胎”与“白炭黑+轮胎






制动性能

白炭黑凝聚体间的摩擦小,能量损失减少,滚动阻力降低;白炭黑施加的拘束小、橡胶能自由运动,橡胶弹性大、易吸收路面的变形,在与路面之间、易生成溶解橡胶,体现出高抓地力。对于炭黑来讲,凝聚体大、摩擦大,橡胶对炭黑有较大的拘束。




替代效果

炭黑是橡胶的主要补强剂,一般讲粒径越小,比表面积越大的炭黑补强性能越好。而且纳米结构炭黑,用于轮胎胎面与原有的炭黑相比有低的滚动阻力,高的耐磨性和抗湿滑性,是很有前途的高性能轮胎胎面用炭黑。但炭黑最大的缺点是不能用于制备彩色制品。


白炭黑是一种环保、性能优异的助剂,主要生产原料为石英砂、纯碱和硫酸。它具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热和抗老化性能。白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强,满足白色或半透明产品的需要。白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,所以在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑,以获得高质量的橡胶制品,如越野轮胎、工程轮胎、子午胎等。


白炭黑/Si69取代炭黑



结语

随着全球轮胎产业的快速发展,其新技术、新工艺、新材料均有所突破。同时,在绿色环保的大趋势下,轮胎制造中使用的传统添加剂,正在被一些生态环保的材料所取代。除了白炭黑,石墨烯、碳纳米管、杜仲胶、蒲公英橡胶、银胶菊橡胶等多种新材料在轮胎制造业的应用正变得日益广泛。例如,碳纳米管具有优异的力学性能及导电、导热性能。添加这种材料的轮胎,与普通轮胎相比,具有低滚动阻力、高耐磨性能、低碳节能等优势。在国内,山东大展纳米材料、山东丰源轮胎等公司,已生产出碳纳米管绿色轮胎。经检测,这种轮胎拥有高导热、高导电和高耐磨性能。截至目前,全球石墨烯年产能已达到百吨级,包括轮胎业在内,不少石墨烯研发项目顺利完成,并进入商业化准备期。业内人士预计,石墨烯产业有望迅速进入井喷发展期,并对传统的轮胎原材料产生颠覆作用。可预见的是,在绿色轮胎产业蓬勃发展的时代潮流下,新材料的应用前景广阔。


  


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