胡文海,李炳炎,何偉疆,王定友(中橡集團炭黑工業(yè)研究設(shè)計院,四川自貢 643000)
作者簡介:胡文海(1945-),男,四川成都人,中橡集團炭黑工業(yè)研究設(shè)計院研究員,從事炭黑的研究和管理工作。
為解決我國熱裂法炭黑N990及油爐法炭黑N754和N762供應(yīng)不足的問題以及合理利用油田資源,我院利用北海潿洲島上的油田伴生氣研制了新型氣爐法炭黑GF01,GF02和GF03(分別以炭黑N990,N754和N762的ASTM D 1765—2004典型值為性能指標(biāo))。
為推動這3種新型氣爐法炭黑的應(yīng)用,本工作通過與多種炭黑對比,考察這3種炭黑及其NR膠料的性能。
1 實驗
1·1 原材料
炭黑GF01,GF02,GF03和WZ SRF(N800系列),中國海洋石油南海西部公司北海炭黑廠產(chǎn)品;炭黑N990,加拿大Cancarb公司產(chǎn)品;炭黑N774,N762和N660,美國卡博特公司產(chǎn)品;炭黑N550,英國飛利浦公司產(chǎn)品。
1·2 膠料制備
膠料配方采用ASTM D 3192—1996中的標(biāo)準(zhǔn)試驗配方:NR 100,炭黑 50,氧化鋅 4,硬脂酸 3,硫黃 2,促進劑D 0·6。膠料混煉按ASTM D 3192—1996中的混煉工藝進行,硫化條件為(145±1)℃×30 min。
1·3 測試
各項測試均按相應(yīng)ASTM標(biāo)準(zhǔn)進行。
2 結(jié)果與討論
2·1 炭黑特性
炭黑的特性參數(shù)見表1。從表1可以看出,3種新型氣爐法炭黑的揮發(fā)分含量和甲苯抽出物透光率均較小,這是氣爐法炭黑表面吸附的氣態(tài)物質(zhì)少而不易揮發(fā)的烴類物質(zhì)較多的特征表現(xiàn);3種新型氣爐法炭黑的氮吸附比表面積與統(tǒng)計吸附層厚度表面積差值較小,說明這3種炭黑表面光滑、孔隙少;炭黑GF01的pH值較大,說明炭黑GF01表面含氧物質(zhì)較少;炭黑GF03的氮吸附比表面積、統(tǒng)計吸附層厚度表面積、CTAB吸附比表面積和DBP吸收值與炭黑N762相近;在3種新型氣爐法炭黑中,吸碘值、氮吸附比表面積、統(tǒng)計吸附層厚度表面積、CTAB吸附比表面積由小到大,傾注密度由大到小的順序為炭黑GF01,GF02,GF03,說明粒徑由大到小、結(jié)構(gòu)由低到高的順序為炭黑GF01,GF02,GF03。
2·2 NR膠料性能
填充炭黑的NR膠料性能見表2。從表2可以看出,3種新型氣爐法炭黑膠料的門尼粘度較低,焦燒時間較長;硫化膠的拉伸強度與除參比炭黑硫化膠外的其它炭黑硫化膠相近;有效彈性和回彈值較炭黑N990硫化膠低,較炭黑N762,N774,N660,N550和參比炭黑硫化膠高;滯后損失和壓縮溫升較炭黑N990硫化膠高,較炭黑N762,N774,N660,N550和參比炭黑硫化膠低。3種新型氣爐法炭黑及其硫化膠性能基本達到指標(biāo)(見表3)要求,即炭黑GF01,GF02和GF03及其硫化膠性能分別與炭黑N990,N754和N762相近。
3 結(jié)語
炭黑GF01,GF02和GF03及其硫化膠性能基本達到設(shè)計要求,炭黑GF01,GF02和GF03可分別全部或部分替代炭黑N990,N754和N762用于橡膠制品。
