低滞后炭黑的开发及在轮胎中应用

1 绪言炭黑作为橡胶的补强材料,在轮胎中的应用已有近百年的历史。大量的物理、化学性能方面的研究表明,炭黑所特有的基本性质决定其对轮胎的补强作用,如炭黑粒子越细,结构越高,补强性越好。实验证明,只有当炭黑比表面积每克大于50m^2时,才具有较好的补强性能。即炭黑粒径小于50nm时,聚集体进入硫化胶的交联网络之间,橡胶分子才能充分吸附在炭黑粒子表面,并牢牢地结合在一起。在早期的研究中,基于X射线衍射研究,人们认为单个炭黑粒子内是随机取向的微晶排列,与石墨的类似于"卡片"式堆积不同,炭黑的"乱层"结构中石墨层面偏转或沿层面方向水平移动。1968年赫斯和班恩以及哈林和赫克曼用相衬电子显微镜对所有的商品炭黑进行的研究都清晰地表明,炭黑中石墨层围绕一个或几个中心形成连续的同心取向网络,它构成了粒子的基础,而不是石墨微晶体组合或堆砌。