Troisièmement, l'influence des propriétés de surface et de l'état de surface des particules de noir de carbone sur le renforcement.
La chimie de surface des particules de noir de carbone, la rugosité de la surface des particules et l'état cristallin du noir de carbone ont une certaine influence sur l'effet de renforcement. Le groupe sulfonium ou le groupe hydroquinone à la surface du noir de carbone peut réagir chimiquement avec le caoutchouc oléfinique lors du malaxage et de la vulcanisation du noir de carbone et présente un effet de renforcement.
Quatrièmement, l’impact des variables de noir de carbone sur l’efficacité du renforcement!
La quantité de noir de carbone dans le caoutchouc peut affecter de manière significative les propriétés physiques et mécaniques du caoutchouc vulcanisé. La pratique a montré que la dureté, la résistance à la traction et l'accumulation de chaleur augmentent de façon monotone avec l'augmentation du noir de carbone. Le taux de rebond, l'allongement et autres semblent diminuer de façon monotone. La résistance à la traction, la résistance à la déchirure et la résistance à l'usure sont optimisées avec l'augmentation du noir de carbone. Plus le renforcement est efficace, plus la valeur maximale apparaît. Avec l'augmentation de la quantité de noir de carbone, la résistance à l'usure du caoutchouc vulcanisé est considérablement améliorée au début. Après avoir atteint la valeur maximale, le noir de carbone est à nouveau augmenté et la résistance à l'usure n'est plus modifiée de manière significative. Lorsque la surface spécifique totale du noir de carbone dans le caoutchouc est égale, le noir de carbone des plus grosses particules a une meilleure résistance à l'usure et les plus petites particules ont moins de résistance à l'usure, ce qui est lié à la dispersion du noir de carbone dans le caoutchouc. . Plus la taille des particules du noir de carbone est petite, plus la dispersibilité est mauvaise, ce qui réduit la résistance à l'usure.
La quantité de noir de carbone a également un effet significatif sur la conductivité électrique du caoutchouc vulcanisé. Lorsque la quantité est augmentée, la résistivité électrique du caoutchouc vulcanisé est considérablement réduite.
5. Performance du noir de carbone et du caoutchouc,
Les propriétés fondamentales du noir de carbone et son effet sur le mélange du caoutchouc de noir de carbone sont très importants. En raison des propriétés différentes du noir de carbone, la vitesse de mélange et l'effet de dispersion du noir de carbone sont différents, et les différents noirs de carbone ont des viscosités Mooney différentes. . Le taux d'alimentation en poudre du noir de carbone dans le caoutchouc est étroitement lié à la taille et à la structure des particules. Plus la taille des particules est petite et la structure est élevée, plus le temps de mélange requis est long. Le noir de carbone avec une petite taille de particule et un faible degré de structure a une dispersion médiocre et une longue durée de mélange. Le noir de carbone de la rainure a un effet de dispersion médiocre par rapport au noir de carbone à haute résistance à l'usure, et la taille des particules des deux n'est pas très différente car la structure du noir en canal est faible.
La colle de malaxage au noir de carbone est placée dans un solvant et se compose d'une particule de gel partiellement insoluble, qui est une combinaison de noir de carbone et de caoutchouc appelé gel de noir de carbone ou caoutchouc de liaison. La quantité de gel de noir de carbone produite est liée au type et à la quantité de noir de carbone, au type de caoutchouc et aux conditions de mélange. La quantité de gel de noir de carbone produite est une mesure importante de l’effet du noir de carbone sur le renfort en caoutchouc. Le gel est une macromolécule de caoutchouc qui est combinée avec du noir de carbone après avoir été cassée et capture l'atome d'hydrogène du noir de carbone pour former une liaison chimique de la combinaison du caoutchouc et du noir de carbone et une liaison physique d'adsorption mutuelle. Une combinaison de réseau similaire est formée par une combinaison de produits chimiques et physiques. La taille des particules et la structure du noir de carbone ont un effet significatif sur la capacité à former un gel, avec une influence plus grande sur le degré de structure. Plus la taille des particules est petite et le degré de structure élevé, plus il est facile de former un gel. Le noir de carbone est plus susceptible d'être produit que le noir de carbone ayant une taille de particule de résistance à l'usure élevée. Il est plus remarquable dans le caoutchouc peu insaturé. La quantité de gel produite varie selon le type de caoutchouc. Le gel naturel, le caoutchouc styrène-butadiène, le butadiène et le néoprène produisent beaucoup plus de gel que le butylbenzène et le caoutchouc butadiène. Le faible degré d'insaturation du butyle et de l'éthylène propylène est presque impossible à former un gel de noir de carbone. La température du caoutchouc est également étroitement liée à la quantité de gel de noir de carbone. À haute température, le gel est favorisé. Pendant le processus de mélange, le gel de noir de carbone peut continuer à se former dans le caoutchouc. Plus la température est élevée. Plus la teneur en gel augmente rapidement. La viscosité Mooney du composé de caoutchouc est étroitement liée à la technologie de traitement du caoutchouc et le composé de caoutchouc de haute viscosité Mooney pose souvent des difficultés lors du traitement. Le changement de viscosité du composé de caoutchouc noir de carbone a une relation directe avec le gel de noir de carbone. Plus le gel dans le composé de caoutchouc noir est gros, plus la viscosité Mooney du composé de caoutchouc est élevée. Plus la taille des particules de noir de carbone est fine, plus la structure et le dosage sont élevés, plus la viscosité du composé de caoutchouc est élevée. La raison en est que ces facteurs favorisent la formation de gel.