废轮胎裂解炭黑的酸洗改性及其在丁苯橡胶中的应用

采用HCl、H_2SO_4和HNO_3对废轮胎裂解炭黑(CBp)进行酸洗处理,研究了酸洗改性CBp(WCBp)的基本性质、微观形态和粒度分布,考察了3种WCBp对丁苯橡胶混炼胶的门尼黏度、硫化特性及硫化胶性能的影响。结果表明,酸洗后CBp的灰分明显减少,比表面积明显增大; 采用HNO_3处理的CBp粒径更小,粒子排列更加紧密,粒径分布变窄; 酸洗后CBp表面暴露出了部分极性官能团。填充WCBp的SBR混炼胶的门尼黏度均明显下降。填充WCBp的SBR硫化胶,其拉伸强度、300%定伸应力和撕裂强度均显著提高,耐磨性也有一定的改善。填充采用HNO3处理的WCBp的SBR混炼胶,焦烧时间和正硫化时间明显延长,储能模量趋于稳定时的测量值与初始测量值之差最小,拉伸强度为11.16 MPa,300%定伸应力为4.04 MPa,撕裂强度可达35.93 k N/m,磨耗体积为131.27 mm~3。     

裂解炭黑在叉车轮胎胎面胶中的应用

研究裂解炭黑(CBp)在叉车轮胎胎面胶中的应用。结果表明:在胎面胶中以CBp等量替代炭黑N550,胶料的门尼粘度减小,使用20份CBp的胶料门尼焦烧时间相当,硫化胶的定伸应力和拉伸强度减小,拉断伸长率和撕裂强度增大,炭黑分散性下降;改性CBp硫化胶的耐磨性能优于CBp硫化胶。使用CBp等量替代炭黑N550可显著降低生产成本。     

工程轮胎裂解炭黑的表征与应用

研究了工程轮胎裂解炭黑(CBp)的基本性质、微观结构及表面性质,考察了2种不同形态的CBp对丁苯橡胶混炼胶门尼粘度、硫化特性以及物理机械性能的影响,并与传统炭黑N330和硅灰石粉(HQ)进行了比较。结果表明,粉料和粒料的CBp化学组成主要有C、O、S、Si、Zn和Ca等元素。与炭黑N330相比,两种CBp的吸碘值、DBP吸油值和加热减量均较低,而灰分含量高很多。SEM显示,2种CBp的粒子聚集体尺寸基本相同,比炭黑N330大,粒料CBp的排列较紧密。红外光谱分析表明,CBp与炭黑N330的表面基团基本相同。分别填充粉料CBp和粒料CBp的SBR混炼胶门尼粘度明显增大,且后者大于前者。含CBp的混炼胶t10和t90均缩短,且后者小于前者,两者均小于炭黑N330和硅灰石填充的混炼胶。随着2种CBp用量的增大,SBR硫化胶的耐磨性、拉伸强度、撕裂强度和300%定伸应力均明显提高;粒料CBp填充的硫化胶性能优于粉料CBp硫化胶,两者性能均介于炭黑N330和硅灰石填充的硫化胶之间。     

热解炭黑的研磨和偶联改性及其对丁苯橡胶的补强作用研究

采用研磨和偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷（VTEO）对热解炭黑（CBp）进行改性处理,研究研磨改性CBp和VTEO改性CBp补强对丁苯橡胶（SBR）胶料性能的影响。结果表明：随着研磨时间的延长,CBp粒径减小,与橡胶大分子链的相互作用增强,研磨改性CBp补强SBR胶料的门尼粘度和Fmax－FL增大,硫化胶的物理性能提高;VTEO改性使CBp补强SBR胶料的t10延长,加工安全性提高,当采用1份VTEO改性50份CBp时,硫化胶的拉伸强度提高1.6 MPa。     

废轮胎热解再生炭黑表面活性

为克服废轮胎常压热解再生炭黑(PC)表面碳质沉积物过多、表面活性差和不适于橡胶补强应用等缺点,本文以反相气相色谱法为分析手段,分别通过硝酸酸洗和硬脂酸-硝酸酸洗等方法改性处理PC,以期改善PC结构和提高其表面性能,继而改善PC填充天然橡胶硫化胶的机械性能.系统地考察了未改性PC以及硝酸酸洗改性热解炭黑(WPC)、硬脂酸-硝酸酸洗改性热解炭黑(SWPC)表面能色散分量、极性分量、热力学函数变化以及炭黑表面不同活性点的能量分布情况,并考察了改性处理对热解炭黑填充天然橡胶硫化胶机械性能的影响.实验结果表明,硝酸酸洗改性在炭黑表面引入较多的羟基和羧基等官能团,导致其表面能过高,不利于天然橡胶补强.而在硝酸酸洗基础上,通过加入硬脂酸再改性后,可以减少炭黑颗粒之间的团聚,降低表面能,改善炭黑在硫化胶中的分散性.通过硫化胶机械性能测试实验发现,与PC和WPC相比,填充SWPC的天然橡胶具有较高的拉伸强度、扯断伸长率、300%定伸应力,能基本达到半补强炭黑的应用标准.     

废轮胎热解炭黑/炭黑N550并用对丁苯橡胶性能的影响

表征了废轮胎热解炭黑(CBp)与炭黑N550的差异,并将两者并用填充到SBR中,考察其对SBR各项性能的影响。结果表明,CBp中灰分含量远高于炭黑N550,统计吸附比表面积相近,但结构度低。随着CBp用量的增大,胶料焦烧时间和正硫化时间明显缩短,挤出半成品表面变得粗糙,硫化胶拉伸性能、撕裂性能下降幅度很小,定伸应力下降,耐磨性变差;0℃tanδ值逐渐减小,60℃tanδ值变化不明显。     

废旧轮胎热裂解炭黑在低温氟橡胶胶料中的应用研究

研究废旧轮胎热裂解炭黑（CBp）在低温氟橡胶胶料中的应用,并与炭黑N990对比。结果表明：与炭黑N990填充低温氟橡胶胶料相比,CBp填充低温氟橡胶胶料的焦烧时间延长,交联程度增大;CBp填充低温氟橡胶胶料中填料-填料和填料-橡胶基体相互作用较炭黑N990填充低温氟橡胶胶料强;CBp填充低温氟橡胶硫化胶的硬度和定伸应力较大,但拉伸强度和拉断伸长率较小,而拉伸强度仍能达到15.8 MPa;CBp填充低温氟橡胶硫化胶的耐低温性能稍逊于炭黑N990填充低温氟橡胶硫化胶。     

超临界流体制备废旧轮胎热裂解炭黑/碳纳米管杂化粒子及其性能的研究

选用超临界二氧化碳流体作为分散介质,将碳纳米管（CNT）分散包覆在废旧轮胎热裂解炭黑（CBp）表面,制备CBp/CNT杂化粒子,研究其对天然橡胶的补强效果,并与CBp（超临界流体分散处理）进行对比。结果表明：与CBp胶料相比,CBp/CNT杂化粒子胶料的硫化特性良好,硫化胶的硬度、定伸应力和撕裂强度增大,压缩生热变化不大;随着超临界处理时间的延长,CBp/CNT杂化粒子胶料的填料-填料之间的相互作用减弱,硫化胶的拉伸强度可以达到与CBp硫化胶相当的水平。     

改性热解炭黑的结构表征及其在丁苯橡胶中的应用研究

对比研究热解炭黑和改性热解炭黑的结构和性能及其在丁苯橡胶(SBR)中的应用。热解炭黑经浓硝酸和浓氢氟酸依次处理后得到改性热解炭黑,与热解炭黑相比,改性热解炭黑的DBP吸油值、挥发分含量增大,BET比表面积减小,二次结构粒径分布变宽、变大,表面羟基消失,羧基等极性基团增加不明显。与热解炭黑补强SBR相比,改性热解炭黑补强SBR混炼胶的门尼粘度增大,加工性能下降,焦烧时间延长,硫化速率减小;硫化胶的定伸应力增大20%~30%,拉伸强度增大10%,耐磨性能提高,压缩生热减小。     

改性热解炭黑的结构表征及其在丁苯橡胶中的应用

对比研究热解炭黑和改性热解炭黑的结构和性能及其在丁苯橡胶(SBR)中的应用。热解炭黑经浓硝酸和浓氢氟酸依次处理后得到改性热解炭黑,与热解炭黑相比,改性热解炭黑的DBP吸油值、挥发分含量增大,BET比表面积减小,二次结构粒径分布变宽、变大,表面羟基消失,羧基等极性基团增加不明显。与热解炭黑补强SBR相比,改性热解炭黑补强SBR混炼胶的门尼粘度增大,加工性能下降,焦烧时间延长,硫化速率减小;硫化胶的定伸应力增大20%~30%,拉伸强度增大10%,耐磨性能提高,压缩生热减小。