可持续炭黑在风电弹性支撑产品中的应用

研究了可持续炭黑理化特性及其对胶料力学性能的影响,探讨了其应用的可行性。结果表明,可持续炭黑C210、C215与国标炭黑N330、N550的理化特性及力学性能基本一致,可持续炭黑C8000挥发分和灰分含量较高,拉伸强度略高于N550,动态性能优于C210及C215,3种可持续炭黑质量稳定,所设计的低碳配方及产品性能满足技术要求。

炭黑N330用量对天然橡胶阻尼性能的影响

研究炭黑N330用量对天然橡胶(NR)阻尼性能的影响。结果表明:随着炭黑用量的增大,NR混炼胶的FL,Fmax和Fmax-FL增大,t90缩短;NR硫化胶的邵尔A型硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增大,拉断伸长率和回弹值减小;NR硫化胶低温下的损耗因子(tanδ)峰值减小,高温下的tanδ呈增大趋势。随着温度的升高,NR硫化胶的tanδ减小,且炭黑N330用量大的NR硫化胶的tanδ减小速率大于炭黑N330用量小的NR硫化胶,表明高温下炭黑N330用量大的NR硫化胶的阻尼性能对温度变化更敏感。随着炭黑N330用量的增大,NR硫化胶的静刚度和动/静刚度比都增大,表明炭黑N330用量增大对NR硫化胶的阻尼性能有提升作用。

裂解炭黑/纤维素纳米晶杂化体粉末的制备及其在天然橡胶中的应用

采用氨基化纤维素纳米晶(CCP)与裂解炭黑(CBp)球磨杂化,CBp/CCP(CBC)杂化体浆料经喷雾干燥后得到CBC杂化体粉末,将其用于天然橡胶(NR)补强。结果表明:CCP与CBp均匀杂化,有效阻止了CCP的团聚,提高了CBp在NR中的分散性;得益于NR/CBC复合材料的交联密度提高和CCP与CBp的协同补强作用以及CBC杂化体粉末在NR基体中的均匀分散,NR/CBC复合材料的物理性能显著提高,CBp/CCP质量比为85/15的CBC杂化体粉末的NR/CBC复合材料的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度比NR/CBp复合材料分别提高了30.4%,14.9%和75.7%,DIN磨耗量减小了13.7%,压缩温升降低。选用生物基填料CCP作为共杂化材料,以球磨杂化、喷雾干燥方式对CBp进行提质改性,为便捷制备高性能NR/CBp复合材料提供了可能,有利于推动CBp的高附加值利用及解决废旧轮胎的污染问题。

碳填料/天然橡胶复合材料热导率及层间接触热阻对微波加热效果的影响

制备炭黑/天然橡胶(NR)、石墨烯/NR和碳纳米管/NR复合材料,采用试验与数值模拟相结合的方法研究复合材料热导率和层间接触热阻对微波加热的影响。结果表明:炭黑、石墨烯和碳纳米管自身热导率越大,复合材料的热导率越大,层间接触热阻越小;通过增大填料用量来增大复合材料的热导率和减小层间接触热阻具有一定的局限性,需考虑复合材料的配方设计适用性和经济性;复合材料的热导率对微波加热过程中高、低温区域分布规律和微波加热效率基本无影响,但影响复合材料的温度分布均匀性。为保证微波加热硫化均匀性,多层复合材料的层间接触热阻不可忽略。

废轮胎裂解炭黑在能源存储及转换中的应用进展

全球每年大量报废的废轮胎产生引起严重的资源浪费和环境污染等问题,热裂解作为废轮胎高效的最终处理方式之一获得了广泛的应用。裂解炭黑作为废轮胎裂解主要副产物,它的高值化利用有利于推动废轮胎裂解行业健康发展和价值链提升。该裂解炭黑含有高达75%~81%的无定形碳,经过纯化(除灰分)和改性处理可获得具有与商品炭黑导电性相当的多孔碳材料,在能源存储和能源转换方面有着日益重要的应用。本文结合废轮胎裂解炭黑纯化方法以及改性方式,主要围绕裂解炭黑在超级电容器、二次电池和电催化等方面的研究进展,对裂解炭黑资源化研究和应用现状等进行综述分析。

臭氧改性炭黑/天然橡胶湿法混炼复合材料的性能研究

通过臭氧改性炭黑的亲水性,研究臭氧改性炭黑/天然橡胶湿法混炼复合材料的性能。结果表明:与炭黑相比,臭氧改性炭黑的表面含氧官能团增加,亲水性增强,更适用于天然橡胶复合材料的湿法混炼工艺;当臭氧改性炭黑浆液的质量分数为0.08时,复合材料的耐磨性能大幅提升,滚动阻力降低,综合性能较优。

湿法连续混炼工艺炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

采用湿法连续混炼工艺制备炭黑/天然橡胶(NR)复合材料,并与传统干法混炼工艺相比,研究复合材料的性能和炭黑在复合材料中的分散性。结果表明:湿法工艺与连续混炼工艺结合,可实现复合材料的绿色环保混炼;与干法混炼工艺混炼胶相比,湿法连续混炼工艺混炼胶的门尼粘度增大,t90缩短;与传统干法混炼工艺硫化胶相比,湿法连续混炼工艺硫化胶的拉伸强度、耐磨性能和抗切割性能提高,Payne效应和60℃时的损耗因子减小,即其综合物理性能优异;湿法连续混炼工艺硫化胶的炭黑分散较为均匀,未出现大团聚体,炭黑分散等级X为7.9,平均团聚尺寸为3.4μm。

裂解炭黑在7.00R16LT轻型载重子午线轮胎胎侧胶中的应用

研究裂解炭黑在7.00R16LT轻型载重子午线轮胎胎侧胶中的应用。结果表明,在胎侧胶中加入5份裂解炭黑替代部分传统炭黑,对胶料的加工性能、物理性能、耐臭氧老化性能和耐疲劳性能无明显影响,生热略升高,成品轮胎的高速性能和耐久性能满足国家标准要求,同时有利于降低生产成本。

导电炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的性能研究

以炭黑N330、炭黑HM3810、导电炭黑DENKA BLACK为填料,研究炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的硫化特性、物理性能和导电性能。结果表明:导电炭黑DENKA BLACK填充的混炼胶的F_(L)和Fmax-F_(L)最大,t90最短,炭黑HM3810填充的混炼胶的F_(L)和门尼粘度[ML(1+4)100℃]最小,t_(10)最长;当炭黑用量相同时,炭黑HM3810填充的硫化胶的力学性能最好,导电炭黑DENKA BLACK填充的硫化胶的导电性能最好;随着导电炭黑DENKA BLACK用量的增大,硫化胶的力学性能和导电性能提高;当导电炭黑DENKA BLACK用量为60份时,硫化胶的力学性能和导电性能最好。

炭黑的微观结构及其在三元乙丙橡胶中的应用性能

对三种不同工艺方法制备的同一牌号炭黑(N550)进行了微观结构和宏观物理机械性能进行研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检测方式,分析三种炭黑聚集体在结构和粒径分布等微观结构上的区别。对比了三种炭黑的微观结构及应用过程中分散状态的差异,并且探究了其在三元乙丙橡胶(EPDM)中物理机械性能和制品加工性能的差别。结果表明,炭黑粒径小,原生粒子之间黏连程度低,炭黑的分散性、补强效果更优,胶料的流动性好,在加工过程中能耗低。

类石墨烯材料在V带压缩胶中的应用研究

课题研究了新型类石墨烯材料G66在普通V带压缩胶中的应用,通过对压缩胶中N660炭黑的替换,考察胶料的加工性能、物理机械性能、动态生热性能、导热性能。结果表明:G66从0份替换增加到36份,混炼胶的t10缩短,ML和门尼黏度上升,硫化胶硬度、拉断强度和定伸应力随着用量的增加提升明显,高温下的压缩永久变形下降,同时共混胶的导热系数呈线性增大,制品的硫化时间缩短明显。

齿轮泵在炭黑生产中输送BS溶液的应用效果分析

本文通过实践应用分析,验证了在炭黑生产中使用齿轮泵替换螺杆泵输送BS溶液,可以使炭黑造粒控制更加稳定,且运行过程中故障率低、压力波动小、更节能。

高性能白炭黑湿法预混母胶的制备与性能

在溶剂油中采用硅烷偶联剂Si75改性粉碎后的白炭黑与橡胶溶解制成复合胶,并添加配合剂混炼制备了高性能白炭黑预混母胶。结果表明,与传统干法制备的白炭黑预混母胶相比,湿法混炼母胶的门尼粘度较高、弹性好、硫化性能优。

新型纳米碳材SG6在耐热输送带覆盖胶中的应用研究

本课题研究了新型纳米碳材SG6在耐热输送带覆盖胶中的应用,通过对配方中的N660炭黑进行逐量替代,考察了SG6对胶料的硫化特性、物理机械性能、耐磨性能、动态力学性能、导热性能和导电性能的影响。结果表明,SG6从0份逐渐替代到24份,混炼胶的扭矩差值略微减小,t_(10)及t_(90)基本保持不变,门尼黏度略有降低;硫化胶硬度降低,拉伸强度,拉断伸长率以及定伸应力有所改善;同时可使耐热输送带覆盖胶动态生热有所降低,导热系数增大,表面电阻值明显降低,有效改善输送带覆盖胶产品的质量。

回收炭黑的化学性质及其在SBR中的性能分析

分析研究了4种回收炭黑和炭黑N660的基本性质、组成成分和化学特性,探讨了影响回收炭黑补强性能的因素。结果表明,与炭黑N660相比,回收炭黑中挥发分和灰分均较高,固定碳含量明显较低。回收炭黑主要组成为C元素,其含量为72.71%~77.47%,C元素含量低于炭黑N660,而N元素和H元素含量均较高,O元素含量偏低,S元素含量严重偏高。回收炭黑在结构上与工业炭黑有较大差异,其更像一个个致密球体。

裂解炭黑G685在全钢载重子午线轮胎过渡层胶中的应用研究

研究裂解炭黑G685在全钢载重子午线轮胎过渡层胶中的应用。结果表明:与炭黑N660相比,裂解炭黑G685粒径小,结构度高,硫含量高,但其所含硫主要为结合硫;将裂解炭黑G685替代炭黑N660用于轮胎过渡层胶,胶料的t90延长,交联密度、定伸应力、拉伸强度和生热降低,拉断伸长率增大;在过渡层胶中用裂解炭黑G685替代50%的炭黑N660,成品轮胎的耐久性能和高速性能提高。

高结构、高着色强度、低多环芳烃含量炭黑RE001的制备及其填充胶料的性能研究

研究高结构、高着色强度、低多环芳烃(PAHs)含量炭黑RE001的制备及其填充的天然橡胶(NR)胶料和NR/顺丁橡胶(BR)并用胶的性能。结果表明:绿色炭黑RE001与E7的主要物性参数基本相近,但炭黑RE001的PAHs含量明显小于炭黑E7;与炭黑N234相比,炭黑RE001和E7的粒子表面明显嵌有大小不一的微晶体,粒子表面较为粗糙;炭黑N234,RE001和E7填充的NR胶料和NR/BR并用胶的拉伸强度和拉断伸长率相差不大;炭黑RE001填充的NR胶料和NR/BR并用胶的加工性能和耐磨性能最佳,炭黑RE001填充的NR/BR并用胶的损耗因子最小。通过特殊工艺制备的炭黑RE001不仅满足低滞后高耐磨炭黑的高结构、高着色强度要求,同时还实现低PAHs含量,具有良好的应用价值。

炭黑品种对缺气保用轮胎支撑胶性能的影响

采用3种不同牌号的炭黑分别搭配不同并用比的NR/BR,设计性能侧重点分别为机械强度、耐屈挠性能和生热性能的支撑胶配方,研究其对缺气保用轮胎零气压耐久性能的影响。结果表明:成品轮胎的零气压耐久性能与支撑胶的硬度和刚性相关性较强;在不同的胶料硬度水平下,支撑胶的耐屈挠性能和生热性能未表现出对成品轮胎零气压耐久性能的明显增益效果。

细度和表面有机物含量对废轮胎热裂解炭黑性能的影响

对热裂解炭黑进行冲击研磨和高温处理,分别得到不同细度和表面有机物含量的热裂解炭黑,研究研磨细度和表面有机物含量两个因素对废轮胎热裂解炭黑性能的影响。结果表明,研磨细度和表面有机物含量是影响热裂解炭黑补强性能的重要因素。研磨后粒径越小,橡胶的拉伸强度和撕裂强度越高,当达到一定细度时,补强性能随粒径减小增幅缓慢;高温处理后甲苯抽出物透光率和挥发分降低,橡胶的定伸应力先增大后减小。

不同类型炭黑填充胎面胶的兰伯恩磨耗性能研究

对比研究不同结构度的炭黑填充胎面胶的兰伯恩磨耗性能。结果表明:随着滑移率或负荷的增大,炭黑填充胎面胶的兰伯恩磨耗量呈增大趋势;随着线速度或温度的增大,炭黑填充胎面胶的兰伯恩磨耗量变化无明显规律;与低结构炭黑填充胎面胶相比,高结构炭黑填充胎面胶的门尼粘度、硬度和拉伸强度增大,拉断伸长率减小,其中增加环保芳烃油用量的高结构炭黑填充胎面胶的耐磨性能最优。