使用THERMAX N990中粒子热裂解法碳黑降低天然橡胶胶料成本
通常来说，确定填料种类和填充度主要基于满足在加工的粘弹性能条件要求之内，达到具体的目标硬度和应力应变性能。有时往往忽略了提高填料的填充度也是节约成本战略的潜在手段，因为如果不相应改变填料种类，其结果就是技术性能达不到或加工性能较差。
THERMAX N990可以让碳黑填充度提高成为可能，有效降低昂贵的天然橡胶在混炼胶料成品中的含量。依据配料成本，这将大幅节约成本。THERMAX N990可以让胶料在不损失技术性能和加工性能的条件下获得这些降低成本的好处。
以下研究，由CANCARB LIMITED公司委托印度THANE的印度橡胶加工厂商研究协会进行。该研究显示了在不同邵氏硬度（50，60和70）的天然橡胶胶料中，使用THERMAX N990替代快压出炉黑N550的效果。
胶料配方
胶料配方 |
50 Shore A |
60 Shore A |
70 Shore A |
|||
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
|
天然胶(RSS IX) |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
快压出炉黑– N550 |
25 |
-- |
50 |
40 |
70 |
50 |
THERMAX N990 |
-- |
50 |
-- |
25 |
-- |
50 |
环烷油 |
3 |
3 |
5 |
5 |
5 |
5 |
ZnO |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
硬脂酸 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
硫磺 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
CBS |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
TMTD |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
防老剂4020 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
总计 |
138.6 |
163.6 |
165.6 |
180.6 |
185.6 |
215.6 |
测试样品性能
性能 |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
胶料粘度ML |
23.0 |
25.0 |
48.0 |
55.0 |
58.0 |
66.0 |
门尼焦烧时间 |
19.0 |
15.0 |
9.6 |
9.9 |
8.0 |
9.0 |
粘弹性能@150℃ |
||||||
ML(lbf.inch) |
4.81 |
4.93 |
10.36 |
10.60 |
12.42 |
14.36 |
MH(lbf.inch) |
59.40 |
65.74 |
71.43 |
73.58 |
78.13 |
81.93 |
Ts2(minutes) |
6.69 |
5.31 |
3.80 |
3.83 |
2.93 |
2.98 |
T90(minutes) |
9.47 |
7.96 |
6.06 |
5.97 |
6.42 |
5.96 |
硫化性能 |
||||||
硬度-on button (Shore A) |
49 |
52 |
60 |
61 |
68 |
71 |
100%定伸强度（kg/cm2） |
14 |
20 |
27 |
31 |
43 |
50 |
300%定伸强度（kg/cm2） |
47 |
79 |
129 |
146 |
177 |
176 |
拉伸强度（kg/cm2） |
272 |
253 |
245 |
230 |
222 |
205 |
扯断伸长率（%） |
620 |
580 |
490 |
475 |
395 |
390 |
撕裂强度（kg/cm） |
33 |
38 |
49 |
57 |
71 |
51 |
压缩永久变形（%） |
21 |
22 |
22 |
23 |
30 |
29 |
70℃/168小时老化后性能变化 |
||||||
硬度变化（points） |
3 |
5 |
3 |
4 |
6 |
6 |
100%定伸强度，%变化 |
29 |
25 |
26 |
32 |
19 |
30 |
300%定伸强度，%变化 |
40 |
39 |
27 |
24 |
N/A |
N/A |
拉伸强度，%变化 |
-0.5 |
-10 |
-2.5 |
-11 |
-10 |
-5 |
扯断伸长率, %变化 |
-8 |
-13 |
-13 |
-23 |
-26.5 |
-31 |
RPA研究—应变变化
温度=50℃，频率=60cpm
应变度 |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
|
0.02 |
228.42 |
323.60 |
1230.8 |
1084.9 |
2501.00 |
4651.50 |
0.05 |
215.89 |
299.72 |
1148.90 |
1007.60 |
255.40 |
3929.00 |
0.1 |
191.70 |
303.79 |
1064.00 |
946.2 |
2140.30 |
3398.3 |
0.2 |
184.27 |
300.20 |
1016.20 |
890.63 |
1876.50 |
2850.7 |
0.5 |
184.84 |
288.52 |
850.30 |
761.62 |
1477.80 |
2163.80 |
1 |
185.01 |
278.05 |
706.36 |
639.28 |
1149.80 |
1632.50 |
3 |
157.62 |
208.08 |
422.49 |
384.94 |
599.07 |
780.07 |
5 |
129.00 |
155.16 |
283.20 |
260.00 |
387.57 |
477.72 |
10 |
77.93 |
82.25 |
137.67 |
125.88 |
197.81 |
230.83 |
20 |
34.06 |
35.99 |
60.57 |
57.41 |
98.87 |
113.79 |
30 |
19.91 |
21.05 |
34.12 |
34.08 |
59.48 |
74.17 |
G’=贮能模量
RPA研究 – 温度变化
应变=0.5degree, 频率=60cpm
温度℃ |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
G’(kPa) |
|
40 |
507.07 |
563.81 |
764.67 |
786.12 |
1073.50 |
1070.40 |
50 |
520.38 |
574.55 |
774.41 |
793.80 |
1086.70 |
1080.4 |
60 |
528.80 |
584.42 |
765.47 |
791.58 |
1065.90 |
1063.70 |
70 |
535.08 |
589.70 |
750.73 |
773.41 |
1038.40 |
1030.70 |
80 |
537.76 |
588.88 |
734.72 |
761.10 |
1017.30 |
999.54 |
90 |
547.42 |
599.80 |
741.06 |
771.52 |
1023.00 |
1005.40 |
100 |
562.48 |
617.13 |
755.78 |
788.95 |
1033.00 |
1022.10 |
G’=贮能模量
动态测试
5到25Hz@5Hz间隔，0.1%动态应变和0.5%静态应变@RT, 使用METRAVIB RDS 粘弹谱仪 VA 4000
贮能—杨氏模量E’(Pa) |
||||||
频率 |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
5 |
1.95x10 ⁿ，n=6 |
2.49x10 ⁿ，n=6 |
7.89x10 ⁿ，n=6 |
7.28x10 ⁿ，n=6 |
1.27x10 ⁿ，n=7 |
1.88x10 ⁿ，n=7 |
10 |
1.97x10 ⁿ，n=6 |
2.54x10 ⁿ，n=6 |
8.73x10 ⁿ，n=6 |
7.68x10 ⁿ，n=6 |
1.32x10 ⁿ，n=7 |
1.98x10 ⁿ，n=7 |
15 |
1.98x10 ⁿ，n=6 |
2.54x10 ⁿ，n=6 |
8.24x10 ⁿ，n=6 |
7.61x10 ⁿ，n=6 |
1.34x10 ⁿ，n=7 |
2.02x10 ⁿ，n=7 |
20 |
2.01x10 ⁿ，n=6 |
2.57x10 ⁿ，n=6 |
8.36x10 ⁿ，n=6 |
7.68x10 ⁿ，n=6 |
1.36x10 ⁿ，n=7 |
2.14x10 ⁿ，n=7 |
25 |
2.06x10 ⁿ，n=6 |
2.62x10 ⁿ，n=6 |
9.21x10 ⁿ，n=6 |
7.88x10 ⁿ，n=6 |
1.37x10 ⁿ，n=7 |
2.00x10 ⁿ，n=7 |
杨氏损耗摸量 |
||||||
频率 |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
5 |
4.43x10 ⁿ，n=4 |
6.97x10 ⁿ，n=4 |
5.88x10 ⁿ，n=5 |
5.40x10 ⁿ，n=5 |
1.07x10 ⁿ，n=6 |
1.86x10 ⁿ，n=6 |
10 |
5.29x10 ⁿ，n=4 |
8.12x10 ⁿ，n=4 |
6.50x10 ⁿ，n=5 |
6.29x10 ⁿ，n=5 |
1.11x10 ⁿ，n=6 |
1.86x10 ⁿ，n=6 |
15 |
6.11x10 ⁿ，n=4 |
9.57x10 ⁿ，n=4 |
6.58x10 ⁿ，n=5 |
6.21x10 ⁿ，n=5 |
1.15x10 ⁿ，n=6 |
1.90x10 ⁿ，n=6 |
20 |
6.29x10 ⁿ，n=4 |
1.00x10 ⁿ，n=4 |
6.82x10 ⁿ，n=5 |
6.47x10 ⁿ，n=5 |
1.19x10 ⁿ，n=6 |
2.12x10 ⁿ，n=6 |
25 |
2.06x10 ⁿ，n=4 |
6.87x10 ⁿ，n=4 |
6.60x10 ⁿ，n=5 |
6.13x10 ⁿ，n=5 |
1.21x10 ⁿ，n=6 |
2.24x10 ⁿ，n=6 |
损耗因子 |
||||||
频率 |
A1 |
A2 |
B1 |
B2 |
C1 |
C2 |
5 |
2.27x10 ⁿ，n=-2 |
2.79x10 ⁿ，n=-2 |
7.45x10 ⁿ，n=-2 |
7.41x10 ⁿ，n=-2 |
8.40x10 ⁿ，n=-2 |
9.90x10 ⁿ，n=-2 |
10 |
2.69x10 ⁿ，n=-2 |
3.20x10 ⁿ，n=-2 |
7.45x10 ⁿ，n=-2 |
8.18x10 ⁿ，n=-2 |
8.41x10 ⁿ，n=-2 |
9.39x10 ⁿ，n=-2 |
15 |
3.08x10 ⁿ，n=-2 |
3.76x10 ⁿ，n=-2 |
7.99x10 ⁿ，n=-2 |
8.16x10 ⁿ，n=-2 |
8.58x10 ⁿ，n=-2 |
9.41x10 ⁿ，n=-2 |
20 |
3.13x10 ⁿ，n=-2 |
3.90x10 ⁿ，n=-2 |
8.15x10 ⁿ，n=-2 |
8.43x10 ⁿ，n=-2 |
8.75x10 ⁿ，n=-2 |
9.95x10 ⁿ，n=-2 |
25 |
1.49x10 ⁿ，n=-2 |
2.62x10 ⁿ，n=-2 |
7.16x10 ⁿ，n=-2 |
7.79x10 ⁿ，n=-2 |
8.84x10 ⁿ，n=-2 |
11.20x10 ⁿ，n=-2 |
有关THERMAX应用在天然橡胶和合成橡胶胶料中的优势，请访问网站www.cancarb.com（英文）或www.chrubber.com（中文）。