Улучшение взаимодействия между углеродными сажами и эластомерами

Существует два основных способа:

•производство высокодиспергированных маточных смесей углеродных саж, которые максимально используют имеющиеся химические места размещения;
•модификация поверхности углеродной сажи для создания новых химических мест размещения для соединения частиц и полимеров.

Композиты из каучука/наполнителя или RFC предлагаются компанией Degussa, они создают возможность более скоростного смешивания партиями и более широкого использования непрерывного смешивания.

Таблица 5 показывает наличие существенного улучшения свойств в области вулканизированной резины и упругой резины, что подтверждает эффективность взаимодействия между каучуком и углеродной сажей. На конечные свойства не оказывается никакого существенного влияния.

Таблица 5: Сопоставление свойств порошка и эластомеров, армированных углеродной сажей RFC

Покрытая каучуком углеродная сажа или RCCB разрабатывается Малайзийским Советом по каучуку для облегчения простоты обработки, как показано в приведенном ниже сравнении между RCBB и обычной углеродной сажей для определенной рецептуры:

•Вязкость по Муни снижена с 72 до 55
•Время обгорания уменьшено с 19 до 11.

И самое замечательное: T90 снижено на 22%, что позволяет повысить производительность.

Производство высокодиспергированных маточных смесей углеродной сажи с помощью влажной дисперсии в латексе: Cabot производит 'Эластомерные композиты Cabot или CEC' с помощью непрерывного смешивания жидкой фазы полужидкой массы углеродной сажи и латекса, коагуляции, удаления воды и высушивания. Высокая степень дисперсности облегчает компаундирование и улучшает основные свойства. Сравнивая тот же тип углеродной сажи с той же рецептурой:

•Устойчивость к истиранию можно повысить на 20%;
•Тангенс   при 60°C уменьшается на 20%, что обеспечивает более высокое сопротивление качению шины;
•Упругость повышается примерно на 10%.

Модификация поверхности углеродных саж

Многие исследовательские работы посвящены физической и химической обработке поверхности углеродной сажи, например:

•Привитая сополимеризация малеинового ангидрида на углеродную сажу для повышения адгезии компаунда натурального каучука к полиамидному корду.
•Модификация углеродной сажи за счет полимеризации прямо на месте метиланинлина мокрым или сухим способом.
•Модификация углеродной сажи за счет полимеризации прямо на месте полианинлина мокрым способом.
•Модификация углеродной сажи хиноном, хинонимином или хинондиимином.
•Модификация углеродной сажи с помощью обработки аминопропилтриэтоксисиланом и формамидом.
•Обработка в высокочастотной плазме в присутствии бутадиена, ацетилена и акриловой кислоты.

Когда углеродная сажа действует совместно с другими высокотехнологичными наполнителями

Подобно другим химическим веществам, углеродные сажи обладают и достоинствами, и недостатками. Очень выгодно соединять их с другими армирующими наполнителями, преимущества которых способны компенсировать недостатки углеродной сажи.