PL163581B1 - Mieszanka kauczukowa PL PL - Google Patents
Mieszanka kauczukowa PL PLInfo
- Publication number
- PL163581B1 PL163581B1 PL90285303A PL28530390A PL163581B1 PL 163581 B1 PL163581 B1 PL 163581B1 PL 90285303 A PL90285303 A PL 90285303A PL 28530390 A PL28530390 A PL 28530390A PL 163581 B1 PL163581 B1 PL 163581B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- carbon black
- rubber
- ratio
- specific surface
- point
- Prior art date
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 43
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 title claims description 127
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title description 9
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 66
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 18
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 15
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011630 iodine Substances 0.000 abstract description 6
- 229960002380 dibutyl phthalate Drugs 0.000 abstract 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 124
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 15
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 15
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 14
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 14
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 9
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 5-methylpyridine 5-ethyl-2-vinylpyridine Chemical group 0.000 description 3
- 239000006237 Intermediate SAF Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical group C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZGHFDIIVVIFNPS-UHFFFAOYSA-N 3-Methyl-3-buten-2-one Chemical class CC(=C)C(C)=O ZGHFDIIVVIFNPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Natural products CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 2
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 239000012485 toluene extract Substances 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- PRBHEGAFLDMLAL-GQCTYLIASA-N (4e)-hexa-1,4-diene Chemical compound C\C=C\CC=C PRBHEGAFLDMLAL-GQCTYLIASA-N 0.000 description 1
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBYMUDUGTIKLCR-UHFFFAOYSA-N 2-chloroethenylbenzene Chemical group ClC=CC1=CC=CC=C1 SBYMUDUGTIKLCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 4-Methylstyrene Chemical group CC1=CC=C(C=C)C=C1 JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WAOXGBZGSLHMSE-UHFFFAOYSA-N 4-sulfanyl-1,3-benzothiazole-2-sulfonamide Chemical compound C1=CC=C2SC(S(=O)(=O)N)=NC2=C1S WAOXGBZGSLHMSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VJOWMORERYNYON-UHFFFAOYSA-N 5-ethenyl-2-methylpyridine Chemical group CC1=CC=C(C=C)C=N1 VJOWMORERYNYON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical group C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000012632 extractable Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N methyl vinyl ether Chemical class COC=C XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- UCUUFSAXZMGPGH-UHFFFAOYSA-N penta-1,4-dien-3-one Chemical class C=CC(=O)C=C UCUUFSAXZMGPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010058 rubber compounding Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Tires In General (AREA)
Abstract
1. M ieszanka kauczukow a, znamienna tym, ze na 100 czesci wagowych kauczuku zawiera 10-250 czesci wagowych sadzy wykazujacej liczbe J 2N 0 od co najmniej okolo 135 m g/g do okolo 200m g/g, liczbe DBP od co najmniej okolo 105cm3/1 0 0 g do okolo 150cm3/100g, stosunek C T A B /J 2N 0 wynoszacy 0,95 - 1,05, stosunek N 2SA /C TA B co najwyzej 1,05, stosunek D m odec/D m odeu wynoszacy co najmniej od 0,96 do okolo 1. PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest mieszanka kauczukowa zawierająca nową sadzę piecową o dużej powierzchni właściwej.
Stosowaną w mieszankach kauczukowych sadzę wytwarza się zwykle w reaktorze typu piecowego przez pirolizę surowca węglowodorowego w gorących gazach spalinowych, z wytworzeniem produktów spalania zawierających cząstki sadzy.
Przy sporządzaniu mieszanek kauczukowych szeroko stosuje się sadzę jako napełniacz i środek wzmacniający. Sadze stosowane do sporządzania takich mieszanek dzielą się na różne gatunki, zależnie od ich właściwości i są zwykle klasyfikowane na podstawie ich właściwości określanych analitycznie obejmujących: powierzchnię właściwą (oznaczona metodą adsorpcji jodu - J 2N 0), powierzchnię właściwą oznaczaną metodą adsorpcji azotu (N 2SA), strukturę (adsorpcja DBP) 1 podobne.
Co najważniejsze, sadze są skuteczne przy sporządzaniu wulkanizatów kauczukowych przeznaczonych do produkcji opon. W procesie wytwarzania opon pożądane jest na ogół stosowanie sadzy zapewniających opony dające się zadowalająco obsługiwać i o zadawalających właściwościach podczas jazdy na zakrętach, o zadawalającej odporności na ścieranie i właściwościach trakcyjnych (odporności na poślizg w warunkach suchych i na mokro). Sadzę stosowaną głównie na bieżniki opon klasyfikuje się jako sadzę HAF (sadza piecowa o dużej odporności na ścieranie), ISAF (sadza piecowa o stosunkowo bardzo dużej odporności na ścieranie) i SAF (sadza piecowa o bardzo dużej odporności na ścieranie), przy czym sadza SAF ma wyższą powierzchnię właściwą niż sadza ISAF, która z kolei ma powierzchnię właściwą wyższą niż sadza HAF. Odporność na ścieranie ulega na ogół poprawie ze wzrostem powierzchni właściwej.
Właściwości gatunku sadzy stają się istotnym czynnikiem do określania różnych zachowań się mieszanki kauczukowej do której wprowadzono sadzę. Zwykle, sadzę o powierzchni właściwej wyższej niż sadza ISAF stosuje się w mieszankach kauczukowych, przeznaczonych na bieżniki opon samochodów ciężarowych i autobusowych, w których głównym składnikiem jest kauczuk naturalny. Sadzę typu HAF stosuje się w mieszankach przeznaczonych na bieżniki opon do samochodów osobowych, w których głównym składnikiem są kauczuki syntetyczne, takie jak kauczuk SBR.
Wyższa powierzchnia sadzy nadaje oponom autobusowym i ciężarowym zwiększoną odporność na ścieranie. Jednak ze wzrostem powierzchni właściwej sadzy zwiększa się wytwarzanie ciepła w mieszance kauczukowej i jej histereza. Histereza mieszanki oznacza różnicę pomiędzy energią włożoną w odkształcenie mieszanki kauczukowej, a energią uwalnianą przy powracaniu jej do stanu początkowego, niezdeformowanego. Opony o niższych wartościach histerezy mają zmniejszony opór toczenia się i dlatego zmniejszają zużycie paliwa przez pojazd wyposażony w te opony.
163 581
Dlatego korzystne byłoby uzyskiwanie sadzy, nadającej mieszankom kauczukowym zarówno podwyższoną odporność na ścieranie jak i mniejszą histerezę. Opony wytworzone z mieszanki kauczukowej zawierającej taką sadzę wykazywałyby mniejsze opory toczenia się, zwiększając ekonomię zużycia paliwa przez pojazdy wyposażone w takie opony i odznaczały się zwiększoną odpornością na ścieranie, zmniejszając zużywanie się bieżnika.
Celem wynalazku są nowe mieszanki kauczukowe, korzystnie stosowane do wytwarzania opon dla pojazdów do eksploatacji handlowej (ciężarówek i autobusów), zawierających nową sadzę, która nadaje kauczukowi naturalnemu, kauczukom syntetycznym i mieszaninom kauczuku naturalnego i syntetycznego zwiększoną odporność na ścieranie i zmniejszoną histerezę. Nowa sadza ma stałą powierzchnię właściwą i strukturę.
Mieszanka kauczukowa według wynalazku na 100 części kauczuku zawiera 10 - 250 części wagowych sadzy o liczbie adsorpcji jodu (J 2N 0) od co najmniej około 135 mg/g do około 200 mg// g, DBP (liczbie adsorpcji ftalanu dwubutylu) od co najmniej około 105cm3/100g do około 150cm2/100g, stosunku powierzchni właściwej CTAB do powierzchni właściwej oznaczonej metodą adsorpcji jodu J 2N 0 (CTAB/J 2N 0) wynoszącym 0,95 -1,05, stosunku powierzchni właściwej oznaczonej metodą adsorpcji azotu (N2SA) do powierzchni właściwej oznaczonej metodą adsorpcji CTAB [N2SA/CTAB] co najwyżej 1,05, stosunku Dmodec/Dmodeu [Dmode w stanie ściśnięcia/Dmode w stanie nieściśniętym] co najmniej 0,96 do około 1,0. Korzystna mieszanka według wynalazku zawiera sadzę.która ma stosunek (ADw)c/( ADso)u[(AD5o) w stanie ściśnięcia (AD50) w stanie nieściśniętym/] wynoszący od co najmniej około 1,0 do co najwyżej około 1,15.
W nowej sadzy, gdy wartość J 2N 0 przekracza 200 mg/g, prawdopodobnie występuje aglomeracja sadzy podczas mieszania, prowadząc do zwiększenia strat histerezowych. Gdy J 2No wynosi poniżej 135 mg/g, działanie wzmacniające sadzy ulega zmniejszeniu i sadza nie tworzy korzystnej mieszanki z kauczukiem.
Gdy DBP nowej sadzy wynosi 105cm3/g lub mniej, właściwości wzmacniające sadzy nie są dostateczne, a gdy DBP przekracza 150cm3/g moduł mieszanek kauczukowych zawierających tę sadzę staje się niepożądanie wyższy, a i trwałość kompozycji kauczukowych również staje się niepożądanie wyższa.
Stosunek CTAB/J 2N 0 stanowi miarę aktywności chemicznej powierzchni. Im większy jest stosunek CTAB/J 2N 0, tym wyższa jest aktywność chemiczna powierzchni. W nowej sadzy stwierdzono, że gdy stosunek CTAB/J2No wynosi 0,95 - 1,05, właściwości wzmacniające i straty histerezowe mieszanek kauczukowych ulegają poprawie, przypuszczalnie z powodu wzajemnego oddziaływania pomiędzy kauczukiem a sadzą opartego na chemicznej aktywności powierzchni.
Stosunek N 2SA/CTAB stanowi miarę porowatości powierzchni sadzy. Im większy jest stosunek N2SA/CTAB, tym większa jest porowatość powierzchni sadzy. Gdy stosunek N2SA/CTAB wynosi 1,05 lub mniej, wzajemne oddziaływanie sadzy z kauczukiem w mieszance kauczukowej jest skuteczne.
Stosunek Dmodec/Dmodeu obrazuje stabilność struktury sadzy. Gdy wartość tego stosunku wynosi co najmniej 0,96 do około 1,0 stwierdzono, że struktura sadzy nie ulega zniszczeniu podczas ugniatania i można zachować początkowe zachowanie się sadzy.
Nową sadzę, stanowiącą składnik mieszanki według wynalazku można wytwarzać w piecowym reaktorze do wytwarzania sadzy, mającym pierwszą strefę (spalania) i strefę reakcji, oddzielone strefą przejściową, do której do strumienia gorących gazów spalinowych wtryskuje się całość lub część surowca przetwarzanego na sadzę. Surowiec przetwarzany na sadzę wtryskuje się promieniowo ku wnętrzu strumienia gorących gazów spalinowych z zewnętrznego obrzeża reaktora, a także promieniowo na zewnątrz z części środkowej. Powstała mieszanina gorących gazów spalinowych i surowca przepływa do strefy reakcyjnej. Pirolizę surowca przetwarzanego na sadzę zatrzymuje się przez ochłodzenie mieszaniny po utworzeniu się sadzy. Korzystnie pirolizę przerywa się przez chłodzenie za pomocą wtryskiwanego płynu chłodzącego, który przykładowo stanowi woda. Reaktor nadający się do wytwarzania tej sadzy ogólnie przedstawiono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 922 335. Sposób wytwarzania nowej sadzy opisano szczegółowo niżej.
163 581
Kauczukami, dla których nowa sadza według wynalazku stanowi skuteczny środek wzmacniający, są kauczuki naturalne i syntetyczne. Zwykle, w celu nadania znacznego stopnia wzmocnienia, stosuje się od około 10 do około 250 części wagowych sadzy na każde 100 części wagowych kauczuku. Korzystnie jednak stosuje się od około 20 do około 100 części wagowych sadzy według wynalazku na 100 części wagowych kauczuku, a zwłaszcza 50 - 100 części sadzy na 100 części kauczuku.
Do kauczuków, nadających się do stosowania w mieszankach według wynalazku należy kauczuk naturalny i jego pochodne, takie jak chlorokauczuk, kopolimery około 10 - 70% wagowych styrenu i około 90 - 30% wagowych butadienu, takie jak kopolimer 19 części styrenu i 81 części butadienu, kopolimer 30 części styrenu i 70 części butadienu, kopolimer 43 części styrenu i 57 części butadienu oraz kopolimer 50 części styrenu i 50 części butadienu; polimery i kopolimery sprzężonych dienów, takie jak polibutadien, poliizopren, polichloropren i podobne, i kopolimery takich sprzężonych dienów z kopolimeryzującym z nimi monomerem zawierającym grupę etylenową, takim jak styren, metylostyren, chlorostyren, akrylonitryl, 2-winylopirydyna, 5-metylo-2winylopirydyna, 5-etylo-2-winylopirydyna, 2-metylo-5-winylopirydyna, alkolopodstawione akrylany, winyloketon, keton metylowoizopropenylowy, eter metylowowinylowy, kwasy a-metylenokarboksylowe i ich estry oraz amidy, takie jak kwas akrylowy i amid kwasu dwualkiloakrylowego. Przydatne są także kopolimery etylenu z innymi wyższymi cr-olefinami, takimi jak propylen, butylen-1 i penten-1, a zwłaszcza korzystne są kopolimery etylenowo-propylenowe, w których zawartość etylenu wynosi 20 - 90% wagowych, a także polimery etylenowo-propylenowe zawierające dodatkowo trzeci monomer, taki jak dwucyklopentadien, heksadien-1,4 i metylenonorbornen.
Zaletą nowej sadzy jest to, że nadaje ona mieszankom według wynalazku zawierającymi kauczuki naturalne, kauczuki syntetyczne lub ich mieszaniny, w których skład wchodzi, zwiększoną odporność na ścieranie i niższą histerezę.
Zaletą mieszanek kauczukowych według wynalazku jest to, że nadają się one szczególnie dobrze do wytwarzania opon samochodowych pojazdów wykorzystywanych do celów przemysłowych.
Inne zalety wynalazku staną się oczywiste na podstawie jego dalszego szczegółowego opisu.
Wynalazek jest bliżej wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju część jednego z rodzajów reaktora do wytwarzania sadzy piecowej, która stanowi składnik mieszanek według wynalazku, a fig. 2 - wykres przykładowej krzywej rozkładu średnicy Stokesa.
Nową sadzę można wytwarzać w modułowym reaktorze do wytwarzania sadzy piecowej, zwanym także reaktorem stopniowym. Sekcję typowego modułowego reaktora, który można stosować do wytwarzania sadzy piecowej przedstawiono na rysunku na fig. 1.
Jak przedstawiono na fig. 1, nową sadzę można wytwarzać w reaktorze do wytwarzania sadzy piecowej 2, mającego strefę spalania 10 ze strefą o zbieżnej średnicy 11, strefę przejściową 12 i strefę reakcji 18. Średnica strefy spalania 10 aż do punktu, w którym rozpoczyna się strefa o zbieżnej średnicy 11 oznaczono jako D-1; średnicę strefy 12-jako D-2; a średnicę strefy reakcyjnej 18 jako D-3. Długość strefy spalania 10 aż do punktu, w którym rozpoczyna się strefa o zbieżnej średnicy 11 oznaczono jako L-1; długość strefy o zbieżnej średnicy oznaczono jako L-2; długość strefy przejściowej oznaczono jako L-3; a długość strefy reakcji 18 oznaczono jako L-4. Sadze opisane w przykładach wytwarzano w reaktorze, w którym D-1 wynosi 52,5cm; D-2 wynosi 31,5cm; D-3 Wynosi 45,7cm; L-1 wynosi 95,3cm, L-2 wynosi 74,9cm, L-3 wynosi 29,2cm; a L-4 wynosi 121,9 cm.
Aby wytworzyć nową sadzę w strefie spalania 10 wytwarza się gorące gazy spalinowe przez spalanie ciekłego lub gazowego paliwa z odpowiednim strumieniem utleniacza, takiego jak powietrze, tlen, mieszaniny powietrza i tlenu i podobne. Zwykle ilość wprowadzanego powietrza wynosi około 15000 - 18000 Nm3/godzinę. Do paliw nadających się do wytwarzania strumienia gorących gazów spalinowych należą wszelkie łatwopalne strumienie gazów, pary lub cieczy, takie jak gaz naturalny, wodór, tlenek węgla, metan, acetylen, alkohole lub nafta. Korzystnie jednak stosuje się paliwo bogate w składniki zawierające węgiel, a zwłaszcza węglowodory. W celu ułatwienia
163 581 5 tworzenia gorących gazów spalinowych, strumień utleniacza można wstępnie podgrzać do temperatury 500 - 800°C.
Strumień gorących gazów spalinowych przepływa ze stref 10 i 11 do stref 12,14 i następnie 18. Kierunek przepływu gorących gazów spalinowych oznaczono na rysunku strzałką. Surowiec przekształcony w sadzę 30, wprowadza się zarówno w punkcie 32 (znajdującym się w strefie 12) i jednocześnie przez próbnik 16 w punkcie 34. Zwykle ilość wprowadzanego surowca wynosi 4200 -4500 kg/godzinę. Odległość od końca strefy o zbieżnej średnicy do punktu 32 oznaczono jako F-1. Odległość od punktu 32 do punktu 34 w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu oznaczono jako F-2. W celu wytwarzania nowej sadzy, surowiec można wtryskać w ilości od około 80% do około 40% wagowych w punkcie 32, a resztę całkowitej ilości surowca, wynoszącą od około 20% do około 60% wagowych wtryskuje się w punkcie 34. Korzystnie w punkcie 32 wtryskuje się od około 75% do około 60% wagowych całkowitej ilości surowca, a pozostałą ilość, wynoszącą od około 25% do około 40% wagowych wprowadza się w punkcie 34. W podanych dalej przykładach surowiec przekształcany w sadzę 30, wtryskuje się w postaci licznych strumieni, przenikających do wewnętrznych obszarów strumienia gorących gazów spalinowych, aby zapewnić dużą szybkość mieszania i przecinania gorących gazów spalinowych i surowca przekształcanego w sadzę, i tym samym doprowadzić do szybkiego i całkowitego rozkładu i przekształcenia surowca w nową sadzę.
Mieszanina surowca przekształcanego w sadzę i gorących gazów spalinowych przepływa przez strefę 12 do strefy reakcyjnej 18. Urządzenie schładzające 40, usytuowane w punkcie 42, wtryskujące wodę 50, stosowane jest do zatrzymania pirolizy surowca, przekształcanego w sadzę, gdy powstaje nowa sadza. Punkt 42 można określić w sposób znany w technice do dobrania miejsca usytuowania urządzenia schładzającego dla zatrzymania pirolizy. Jedną z metod określania położenia urządzenia schładzającego dla zatrzymania pirolizy jest ustalenie punktu, w którym nowa sadza osiąga akceptowalny poziom ekstraktu toluenowego. Poziom ekstraktu toluenowego można mierzyć według ASTM Test D1618-83 „Carbon Black Extractables - Toluene Discoloration. Q oznacza odległość od początku strefy 18 do miejsca usytuowanego urządzenia schładzającego 42 i jest ono zmienne w zależności od miejsca usytuowania tego urządzenia.
Po schłodzeniu mieszaniny gorących gazów spalinowych i surowca przekształconego w sadzę, ochłodzone gazy przepływają dalej do dowolnych konwencjonalnych urządzeń chłodzących i rozdzielających, w których odzyskuje się sadzę. Oddzielanie sadzy od strumienia gazu osiąga się łatwo w znanych urządzeniach, takich jak precipitatory, cyklonowe urządzenia rozdzielające lub filtry workowe. Rozdzielaniu temu może towarzyszyć następne tabletkowanie przy użyciu np. tabletkarki pracującej na mokro.
Do oznaczania i oceny analitycznych właściwości sadzy oraz właściwości fizycznych mieszanek kauczukowych według wynalazku zawierających tę sadzę stosuje się następujące próby.
Powierzchnię właściwą sadzy oznaczamy metodą adsorpcji azotu (N 2SA) oznaczono według ASTM D 3037 - 88. Liczbę adsorpcji jodu sadzy (J 2No) (powierzchnia właściwa sadzy oznaczana metodą adsorpcji jodu) oznaczano według normy JIS K6221 -1982. Powierzchnię właściwą CTAB (powierzchnia właściwa oznaczana metodą adsorpcji bromku cetylotrójmetyloamoniowego) oznaczano według normy ASTM D3765 - 85. Wartość DBP (adsorpcja ftalanu dwubutylu) tabletek sadzy oznaczano według normy JIS K6221 - 1982. Tabletki sadzy kruszono, postępując według ASTM D3493.
Wartość ADso sadzy oznaczano następująco. Sporządzono histogram średnicy Stokesa agragatów próbki sadzy w zależności od częstotliwości ich występowania w danej próbce. Jak przedstawiono na fig. 2, linia (B) jest wykreślona od wierzchołka (A) histogramu w kierunku równoległym do osi Y i kończy się na osi X w punkcie (C) histogramu. Określono punkt środkowy (F) otrzymanej linii (B) i wykreślono linię (G) przez punkt środkowy (F), równoległą do osi X. Linia (G) przecina krzywą rozkładu histogramu w dwóch punktach D i E. Wartość bezwzględna różnicy dwóch średnic Stokesa cząstek sadzy w punktach D i E oznaczono jako AD<w . Dane użyte do sporządzenia histogramu oznaczono za pomocą wirówki talerzowej, takiej jak wytwarzana przez firmę Joyce-Loebl Co. Ltd, Tyne and Wear, W. Brytania. Następujący sposób postępowania jest modyfikacją sposobu postępowania opisanego w publikacji Instruction Manuał for the JoyceLoebl Disc Centrifuge, DCF4.008, publikacja z dnia 1 lutego 1985, i był stosowany do oznaczenia
163 581 danych. Postępuje się następująco: 10 mg próbkę sadzy waży się w naczanku wagowym, następnie dodaje się do 50 cm3 roztworu 10% absolutnego etanolu i 90% wody destylowanej z dodatkiem 0,05% środka powierzchniowo czynnego NONIDET P-40 (NONIDET P-40 jest zarejestrowanym znakiem towarowym środka powierzchniowo czynnego produkowanego i dostarczanego na rynek przez firmę Shell Chemical Co.). Powstałą zawiesinę dysperguje się za pomocą ultradźwięków przez 15 minut przy użyciu urządzenia Sonifier Model No. W 385, produkowanego i dostarczanego przez firme Heat Systems Ultrasonics Inc., Farmingdale, New York.
Zanim uruchomi się wirówkę talerzową, wprowadza się następujące dane do komputera, który rejestruje dane z wirówki talerzowej:
1. Ciężar właściwy sadzy, przyjęty jako 1,86 g/cm3,
2. Objętość roztworu sadzy zdyspergowanej w roztworze wody i etanolu, która w tym przypadku wynosi 0,5 cm3,
3. Objętość płynu wirówkowego, która w tym przypadku wynosi 10 cm3 wody,
4. Lepkość płynu wirówkowego, który w tym przypadku przyjęto jako 0,933 centipoise (9,39 • 10ra · S) w temperaturze 23°C,
5. Gęstość płynu wirówkowego, która w tym przypadku wynosiła 0,9975 g/cm3 w temperaturze 23°C,
Szybkość talerza, która w tym przypadku wynosiła 8000 obr/min.
7. Interwał w oznaczaniu danych, który w tym przypadku wynosił 1 sekundę.
W czasie, gdy pracuje stroboskop, talerz wirówki działa przy 8000 obr/min. Na wirujący talerz wstrzykuje się 10 cm3 wody destylowanej jako płyn wirówkowy. Poziom turbulencji ustalono na 0; i wstrzyknięto 1 cm3 roztworu 10% absolutnego etanolu i 90% wody destylowanej jako ciecz buforową. Następnie uruchomiono wyłączniki wyłączania i rozruchu wirówki talerzowej w celu uzyskania równomiernego gradientu stężenia pomiędzy płynem wirówkowym, a ciekłym buforem i gradient ten obserwowano wizualnie. Gdy gradient stał się równomierny tak, że nie było rozrózmalnej granicy pomiędzy dwoma płynami, na wirujący talerz wstrzyknięto 0,5 cm3 zdyspergowanej sadzy w roztworze wodno-etanolowym i natychmiast rozpoczęto zbieranie danych. Jeśli pojawiał się przepływ przerywano próbę. Po wstrzyknięciu sadzy zdyspergowanej w roztworze wodno-etanolowym talerz wirował przez 20 minut. Po 20 minutach wirowania talerz zatrzymano, zmierzono temperaturę płynu wirówkowego i wprowadzono do komputera, który rejestruje dane z wirówki talerzowej przeciętną temperaturę płynu wirówkowego zmierzoną na początku szarży i temperaturę płynu wirówkowego zmierzoną pod koniec próby. Dane analizowano według standardowego równania Stokesa i przedstawiono za pomocą następujących definicji:
Agregat sadzy - oddzielna sztywna jednostka koloidalna, która jest najmniejszą jednostką ulegającą dyspergowaniu; składa się on z uległych silnej koalescencji cząsteczek;
Średnica Stokesa - średnica kulki, która ulega sedymentacji w środowisku lepkim w polu działania siły odśrodkowej lub grawitacyjnej według równania Stokesa. Obiekt niekulisty, taki jak agregat sadzy, może również być przedstawiany, posługując się określeniem średnicy Stokesa, jeśli uważany jest za zachowujący się jako gładka, sztywna kulka o tej samej gęstości i szybkości osadzania jak obiekt niekulisty. Zwyczajowo jednostki wyrażane są jako średnica w mm.
Mediana średnicy Stokesa - (Dmode w celach omówienia) - punkt na krzywej rozkładu średnicy Stokesa gdzie 50% wagowych próbki jest albo większa albo mniejsza (punkt H na fig. 2). Reprezentuje ona zatem średnią wartość oznaczenia.
Wartość Dmodec i (ADso)c oznaczano, ściskając najpierw próbki zgodnie ze sposobem postępowania podanym w normie ASTM D3493 i następnie oceniając ściśnięte próbki, stosując opisany wyżej sposób postępowania.
Dane o ścieralności mieszanek kauczukowych oznaczano przy użyciu urządzenia ścierającego Lambourn. Próbki do badań miały zewnętrzną średnicę 54 mm i grubość 12,7 mm. Szmerglowe kolo miało ziarno ścierające typu C, wielkość ziarna na 80 i stopień spoiwa K. Względny stosunek poślizgu pomiędzy powierzchnią koła szmerglowego a badaną próbką wynosił 25%. Obciążenie w czasie próby wynosiło 12 kg. Dodawano 10 g/minutę proszku karborundowego o wielkości ziarna nr 100. W podanych dalej przykładach, wskaźnik ścieralności stanowi stosunek szybkości ścierania
163 581 7 mieszanki kontrolnej zawierającej sadzę IRB 6 podzielonej przez szybkość ścierania mieszanki uzyskanej przy użyciu konkretnej sadzy przy takim samym poślizgu.
Moduł, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie mieszanek kauczukowych oznaczono według ASTM D 412.
Zalety wynalazku są bliżej zilustrowane w następujących przykładach.
Przykłady I -III. W trzech różnych przebiegach produkcyjnych wytworzono trzy różne nowe sadze, stosując reaktor opisany poprzednio i przedstawiony na fig. 1, stosując warunki pracy i geometrię reaktora podane w tabeli 2. Właściwości oleju opałowego, stosowanego w reakcji spalania w każdym z przykładów, jak i właściwości surowca stosowanego w każdym z przykładów, podano w tabeli 1.
Tabela 1
olej opałowy | Surowiec | |
Stosunek wodór/węgiel | 1,21 | 0,76 |
Wodór (% wagowe) | 9,22 | 5,89 |
Węgiel (% wagowe) | 90,64 | 92,06 |
Siarka (% wagowe) | 0,03 | 0,50 |
BMCI (Lepkość - gęstość) | 40 | 148 |
Gęstość A P I | ||
15,5/15,6°C (ASTM D-287) | 22,30 | -4,59 |
Ciężar właściwy | ||
15,5/15,6°C (ASTM D-287) | 0,920 | 1,115 |
Lepkość według cybolta | ||
SUS (54,4°C) (ASTM D-88) | 40 | 50 |
Lepkość według Scybolta (98,9°C) | ||
(ASTM D-88) | 33 | 40 |
Ta | bel a 2 |
Sadza | |||
Przykład I | Przykład II | Przykład III | |
1 | 2 | 3 | 4 |
D-1, cm | 52,58 | 52,58 | 52,58 |
D-2, cm | 31,5 | 31,5 | 31,5 |
D-3, cm | 45,72 | 45,72 | 45,72 |
L-1, cm | 95,25 | 92,25 | 95,25 |
L-2, cm | 74,93 | 74,93 | 74,93 |
L-3, cm | 29,21 | 29,21 | 29,21 |
L-4, cm | 121,92 | 121,92 | 121,92 |
F-1, cm | 14,60 | 14,60 | 14,60 |
F-2, cm | 31,75 | 0,00 | 0,00 |
Q | 76,2 | 76,2 | |
Punkt wtrysku oleju 32 liczba dysz x rozmiar (cm) | 12x1,511 | 12x1,511 | 12x1,511 |
Szybkość przepływu oleju w punkcie 32/1 (godzinę) | 3214,32 | 3073,58 | 3423,16 |
Ciśnienie oleju w punkcie 32 (105 Pa) | 10,7558 | 20,6153 | 17,1679 |
Temperatura podgrzanego oleju w punkcie 32 (°C) | 120 | 120 | 120 |
Punki wtrysku oleju 34, liczba dysz x rozmiar (cm) | 6x1,5u | 6x1,5u | 6x1,5u |
Szybkość przepływu oleju w punkcie 34/1 (godzinę) | 1198,56 | 1529,98 | 1171,32 |
Ciśnienie oleju w punkcie 34 (105Pa) | 21,0979 | 20,6153 | 17,6505 |
Temperatura wstępnie podgrzanego oleju w punkcie 34 (°C) | 120 | 120 | 120 |
Powietrze do spalania, Nm3/godzinę \ 103 | 18,12 | 16,99 | 20,10 |
Temperatura podgrzania powietrza do spalania | 671,11 | 671,11 | 671,11 |
Paliwo, l/godzinę | 1620,78 | 1534,52 | 1811,46 |
Stosunek powietrza do spalania | 1,34 | 1,34 | 1,34 |
Potas, kg/godzinę | 0 | 0,014515 | 0,005897 |
Ciśnienie cieczy schładzającej (10sPa) | 15,72 | 15,168 | 21,5806 |
Temperatura w punkcie chłodzenia (°C) | 848,89 | 848,89 | 848,89 |
163 581
Sadzę wytworzoną w każdym z przykładów poddano następnie analizie sposobami wymienionymi poprzednio. Oznaczone właściwości sadzy, wytworzonej w każdym z przykładów, właściwości trzech sadz porównawczych (sadze CE) i sadzy IRB 6 przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 3
Sadza
Przykład I | Przykład II | Przykład III | CE 1 | CE 2 | CE 3 | IRB#6 | |
N2SA (m*/g) | 144 | 146 | 160 | 136 | 147 | 139 | 76 |
J2N0 (mg/g) | 146 | 148 | 149 | 144 | 148 | 140 | 80 |
CTAB m2/g | 151 | 147 | 153 | 121 | 139 | 135 | 79 |
DBP (cm3/100g) | 128 | 119 | 128 | 114 | 129 | 114 | 100 |
CTAB/J 2No | 1,03 | 0,99 | 1,03 | 0,84 | 0,94 | 0,96 | 0,99 |
N2SA/CTAB | 0,95 | 0,99 | 1,05 | 1,112 | 1,06 | 1,03 | 0,96 |
Dmodeu (pm) | 65 | 71 | 64 | 80 | 75 | 70 | 110 |
AD 50u (pm) | 51 | 52 | 51 | 57 | 62 | 66 | 75 |
Dmodec (pm) | 65 | 70 | 63 | 80 | 71 | 65 | 103 |
AD 50c <)zm) | 68 | 59 | 60 | 59 | 75 | 73 | 74 |
Dmodec/Dmodeu | 1,00 | 0,99 | 0,98 | 1,00 | 0,95 | 0,93 | 0,99 |
AD 50c/AD 50u | 1.14 | 1.13 | 1,18 | 1,04 | 1,21 | 1.11 | 0,96 |
Przykład IV. W przykładzie tym zilustrowano mieszanki według wynalazku zawierające nową sadzę i kauczuk naturalny.
Sporządzono mieszanki z kauczuku naturalnego, zawierające nową sadzę, sadzę porównawczą lub sadzę IRB 6, o następującym składzie:
Składnik Części wagowych
Kauczuk naturalny 100
Sadza 50
Tlenek cynku 5
Kwas stearynowy 3
Przyspieszacz MBTS (merkaptobenzotiazolosulfonamid) 0,6
Siarka 22,5
Każdą mieszankę wulkanizowano w ciągu 30 minut w temperaturze 145°C. Mieszanki oznaczane jako A, B i C zawierały odpowiednio, sadzę wytworzoną w przykładach I, II i III. Mieszanki z kauczuku naturalnego oznaczone jako mieszanki D, E i F zawierały odpowiednią sadzę porównawczą CE 1, 2 i 3. Mieszanka z kauczuku naturalnego G zawierała sadzę IRB 6. Właściwości statyyczne mieszanek z kauczuku naturalnego badano według ASTM D412. Wyniki podano w tabeli 4.
Tabela 4
Mieszanka z kauczuku naturalnego | Sadza | Moduł 300% Kg/cm2 | Wytrzymałość na rozciąganie Kg/cm2 | Wydłużenie przy zerwaniu % | Odbojność % | Wskaźnik ścierania % |
A | Z przykładu I | 159 | 294 | 475 | 43,5 | 128 |
B | Z przykładu II | 161 | 295 | 470 | 44,3 | 138 |
C | Z przykładu III | 147 | 288 | 485 | 43,8 | 125 |
D | C E. 1 | 149 | 276 | 495 | 43,0 | 115 |
E | C E 2 | 160 | 266 | 500 | 41,5 | 111 |
F | C E. 3 | 145 | 280 | 480 | 42,8 | 118 |
G | IRB ^6 | 143 | 263 | 485 | 55,8 | 100 |
Wyniki te wskazują, że wytrzymałość na rozciąganie mieszanek z kauczuku naturalnego zawierających nową sadzę są wyższe niż wytrzymałość na rozciąganie mieszanek z sadzami porównawczymi. Tak więc, nowe sadze nadają lepsze właściwości wytrzymałościowe mieszankom z kauczuku naturalnego. Ponadto odbojność mieszanek kauczukowych sporządzanych przy użyciu tej sadzy jest wyższa, a zatem straty histerezyjne tych mieszanek są niższe. Tak więc, pojazdy do
163 581 eksploatacji handlowej, takie jak autobusy lub samochody ciężarowe, wyposażone w opony zawierające nową sadzę, uzyskują lepsze przebiegi na jednostkę ilości paliwa, niż pojazdy wyposażone w opony zawierające sadze porównawcze. Co więcej, wskaźnik ścierania mieszanek kauczukowych sporządzanych z tej sadzy jest wyższy niż mieszanek wytworzonych z sadz porównawczych. Dlatego opony autobusowe i ciężarowe sporządzone z nowej sadzy będą mieć dłuższy okres życia bieżnika, niż opony wytworzone z sadz porównawczych.
Przykład V. Przykład ten ilustruje zastosowanie nowej sadzy w mieszankach z kauczuku syntetycznego. Mieszanki z kauczuku syntetycznego zawierające nową sadzę, sadze porównawcze i sadzę IRB 6 sporządzono według następującej recepty.
Składnik | Części wagowych |
Kauczuk SBR (butalienowo-styrenowy) napełniony olejem | 89,38 |
Kauczuk BR (butadienowy) | 35,00 |
Sadza | 65,00 |
Olej przerobowy | 10,62 |
Tlenek cynku | 3,0 |
Wosk | 2,50 |
Antyutleniacz | 2,00 |
Kwas stearynowy | 2,00 |
Przyspieszacz CBS (N-cykloheksylo-2-benzotiazoIosulfenamid) | 1,50 |
Przyspieszacz MBT (2-merkaptobenzotiazol) | 0,20 |
Siarka | 1,75 |
Każdą z mieszanek z kauczuku syntetycznego wulkanizowano w ciągu 30 minut w temperaturze 145°C.
Mieszanki z kauczuku syntetycznego oznaczone jako mieszanki T, U i V sporządzono z sadzami wytworzonymi, odpowiednio w przykładach I, II i III. Mieszanki z kauczuku syntetycznego oznaczone jako mieszanki W, X i Y sporządzono z sadzami porównawczymi, odpowiednio CE 1, CE 2 i CE 3. Mieszankę z kauczuku syntetycznego Z sporządzono z sadzą porównawczą IRB
6. Właściwości statyczne mieszanek z kauczuku syntetycznego oznaczono według podanych poprzednio norm ASTM. Wyniki przedstawiono w tabeli 5.
Tabela 5
Właściwości | ||||||
Mieszanka | Wytrzymałość | Wydłużenie | Wskaźnik | |||
z kauczuku | Sadza | Moduł 300% | na rozciąganie | przy zerwaniu | Odbój ność | ścierania |
naturalnego | Kg/cm2 | Kg/cm2 | % | % | % | |
T | Z przykładu I | 89 | 239 | 551 | 41,7 | 124 |
U | Z przykładu II | 92 | 237 | 567 | 42,5 | 127 |
V | Z przykładu III | 85 | 230 | 570 | 41,9 | 120 |
W | CE 1 | 82 | 219 | 562 | 41,2 | 115 |
X | C E 2 | 90 | 213 | 544 | 40,8 | 109 |
Y | CE 3 | 79 | 223 | 556 | 41,4 | 117 |
Z | IRB 5^6 | 83 | 202 | 613 | 46,4 | 100 |
Wyniki przedstawione w tabeli 5 wskazują, że wytrzymałość na rozciąganie mieszanek według wynalazku zawierających kauczuk syntetyczny i nową sadzę jest wyższa od wytrzymałości na rozciąganie mieszanek z kauczuku syntetycznego z sadzami porównawczymi. Dlatego nowa sadza nadaje mieszankom kauczukowym wyższe właściwości wytrzymałościowe. Ponadto, wartość odbojności kauczukowych sporządzonych z tej sadzy jest wyższa i dlatego straty histerezowe tych mieszanek są mniejsze. Tak więc, samochody osobowe wyposażone w opony wytworzone z mieszanek kauczukowych według wynalazku uzyskują wyższe przebiegi na jednostkę ilości paliwa niż pojazdy wyposażone w opony z mieszanek z sadzami porównawczymi. Co więcej, wskaźnik ścierania mieszanek kauczukowych zawierających nową sadzę jest wyższy niż mieszanek kauczukowych zawierających sadze porównawcze. Dlatego, opony samochodów osobowych wytworzone
163 581 z mieszanek kauczukowych według wynalazku będą miały dłuższy okres życia niż opony wytworzone z sadzami porównawczymi.
Jak widać na podstawie powyższych przykładów, mieszanki kauczukowe według wynalazku charakteryzują się niższą histerezą przy jednoczesnych doskonałych właściwościach wzmacniających (wskaźnik ścieralności).
Przedstawione postacie wynalazku stanowią tylko jego ilustrację i nie ograniczają jego zakresu. Wynalazek obejmuje modyfikacje, wchodzące w skład zastrzeżeń.
Flg. 1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Mieszanka kauczukowa, znamienna tym, że na 100 części wagowych kauczuku zawiera 10-250 części wagowych sadzy wykazującej liczbę J 2N 0 od co najmniej około 135 mg/g do około 200mg/g, liczbę DBP od co najmniej około 105cm3/100g do około 150cm3/100g, stosunek CTAB/J2N0 wynoszący 0,95 - 1,05, stosunek N2SA/CTAB co najwyżej 1,05, stosunek Dmodec/Dmodeu wynoszący co najmniej od 0,96 do około 1.
- 2. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera sadzę wykazującą dodatkowo stosunek (Δ Dso)c/( Δ Dso)u od co najmniej około 1,0 do co najwyżej około 1,15.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1129643A JPH07754B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 高比表面積を有するカーボンブラックおよびゴム組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL285303A1 PL285303A1 (en) | 1991-01-28 |
PL163581B1 true PL163581B1 (pl) | 1994-04-29 |
Family
ID=15014588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL90285303A PL163581B1 (pl) | 1989-05-23 | 1990-05-23 | Mieszanka kauczukowa PL PL |
Country Status (26)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5110576A (pl) |
JP (1) | JPH07754B2 (pl) |
KR (1) | KR0138980B1 (pl) |
CN (1) | CN1031645C (pl) |
AR (1) | AR245761A1 (pl) |
AU (1) | AU622324B2 (pl) |
BE (1) | BE1002927A3 (pl) |
BR (1) | BR9002409A (pl) |
CA (1) | CA2017038C (pl) |
CZ (1) | CZ285493B6 (pl) |
DD (1) | DD297991A5 (pl) |
DE (1) | DE4016475A1 (pl) |
ES (1) | ES2020719A6 (pl) |
FR (1) | FR2647460B1 (pl) |
GB (1) | GB2232149B (pl) |
HU (1) | HUT54190A (pl) |
IT (1) | IT1241146B (pl) |
NL (1) | NL194084C (pl) |
PE (1) | PE27191A1 (pl) |
PL (1) | PL163581B1 (pl) |
PT (1) | PT94119B (pl) |
RO (1) | RO106884B1 (pl) |
SE (1) | SE503223C2 (pl) |
TR (1) | TR24435A (pl) |
YU (1) | YU100390A (pl) |
ZA (1) | ZA903499B (pl) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07754B2 (ja) * | 1989-05-23 | 1995-01-11 | 昭和キャボット株式会社 | 高比表面積を有するカーボンブラックおよびゴム組成物 |
AU641471B2 (en) * | 1990-01-08 | 1993-09-23 | Cabot Corporation | Carbon black process and improved treadwear/hysteresis performance |
KR960003084B1 (ko) * | 1990-03-13 | 1996-03-04 | 캐보트 코퍼레이션 | 트레드 마모/히스테리시스 성능이 개선된 카본 블랙 |
US6153684A (en) * | 1990-08-29 | 2000-11-28 | Cabot Corporation | Performance carbon blacks |
EP0546008B1 (en) * | 1990-08-29 | 1995-06-21 | Cabot Corporation | Improved performance carbon blacks |
US5726238A (en) * | 1991-12-04 | 1998-03-10 | Citadel Investments Limited | Material composed of carbon compounds |
GB9208003D0 (en) * | 1992-04-10 | 1992-05-27 | Vickerys Ltd | A mounting assembly |
DE69330112T2 (de) * | 1992-10-23 | 2001-08-23 | Bridgestone Corp., Tokio/Tokyo | Kautschukmischung |
DK0598318T3 (da) * | 1992-11-14 | 1999-11-29 | Degussa | Fremgangsmåde til fremstilling af et kugleformet granulat af pulverformede faststoffer |
US5393821A (en) * | 1993-02-23 | 1995-02-28 | Cabot Corporation | Carbon blacks |
FR2721038A1 (fr) * | 1994-06-08 | 1995-12-15 | Tokai Carbon Kk | Noir ce carbone au four perfectionné. |
US5877250A (en) * | 1996-01-31 | 1999-03-02 | Cabot Corporation | Carbon blacks and compositions incorporating the carbon blacks |
WO1998032794A1 (en) * | 1997-01-22 | 1998-07-30 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for seismic isolation laminates |
US7226966B2 (en) * | 2001-08-03 | 2007-06-05 | Nanogram Corporation | Structures incorporating polymer-inorganic particle blends |
WO2000034370A1 (en) | 1998-12-08 | 2000-06-15 | Cabot Corporation | Elastomeric compositions having improved appearance |
JP2004510836A (ja) | 1999-12-02 | 2004-04-08 | キャボット コーポレイション | 電線およびケーブル用コンパウンドに有用なカーボンブラック |
JP4643790B2 (ja) * | 2000-03-15 | 2011-03-02 | 旭カーボン株式会社 | カーボンブラックの製造装置および製造方法 |
JP4606549B2 (ja) * | 2000-06-01 | 2011-01-05 | 住友ゴム工業株式会社 | 混練り方法 |
ES2254089T3 (es) * | 2000-09-19 | 2006-06-16 | Timcal S.A. | Dispositivo y metodo para convertir material de alimentacion que contienen carbono en materiales que contienen carbono que tienen una estructura definida. |
US7148285B2 (en) | 2001-05-11 | 2006-12-12 | Cabot Corporation | Coated carbon black pellets and methods of making same |
US7776604B2 (en) * | 2003-04-01 | 2010-08-17 | Cabot Corporation | Methods of selecting and developing a particulate material |
CN100436549C (zh) * | 2003-08-05 | 2008-11-26 | 三菱化学株式会社 | 炭黑 |
CN100441640C (zh) * | 2003-09-26 | 2008-12-10 | 三菱化学株式会社 | 炭黑和使用炭黑的记录液 |
JP2005126604A (ja) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ |
JP4088261B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2008-05-21 | 住友ゴム工業株式会社 | トレッド用ゴム組成物 |
JP2007131730A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ |
CN102869730B (zh) | 2010-02-19 | 2015-01-07 | 卡博特公司 | 使用预热原料的炭黑生产方法以及用于该方法的装置 |
JP2012077133A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
US8919404B2 (en) * | 2012-09-12 | 2014-12-30 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubber composition for tread groove reinforcement |
CN102850826B (zh) * | 2012-09-14 | 2014-08-20 | 山西绛县申王化工有限公司 | 色素炭黑的制备工艺及其燃烧炉 |
US10695757B2 (en) * | 2016-11-16 | 2020-06-30 | Ohio State Innovation Foundation | Zeolitic materials including paired Lewis acid catalytic sites |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3992335A (en) * | 1969-11-14 | 1976-11-16 | Airwick Industries, Inc. | Self-shining floor care compositions |
IN143558B (pl) * | 1974-07-23 | 1977-12-24 | Continental Carbon Co | |
US4127387A (en) * | 1976-08-27 | 1978-11-28 | Phillips Petroleum Company | Radial secondary gas flow carbon black reactor |
US4228143A (en) * | 1978-02-22 | 1980-10-14 | Phillips Petroleum Company | Method of producing pelleted carbon black |
JPS5554337A (en) * | 1978-10-18 | 1980-04-21 | Bridgestone Corp | Bead filler rubber composition |
CA1258157A (en) * | 1983-09-20 | 1989-08-08 | Mark L. Gravley | Carbon blacks and method and apparatus for their production |
JPH0689265B2 (ja) * | 1984-07-25 | 1994-11-09 | 旭カ−ボン株式会社 | 補強用フア−ネスカ−ボンブラツク |
JPH06867B2 (ja) * | 1986-05-26 | 1994-01-05 | 旭カ−ボン株式会社 | ゴム用高補強フア−ネスカ−ボンブラツク |
JPH0637580B2 (ja) * | 1987-03-16 | 1994-05-18 | 東海カ−ボン株式会社 | ゴム配合用カ−ボンブラツク |
JPH07754B2 (ja) * | 1989-05-23 | 1995-01-11 | 昭和キャボット株式会社 | 高比表面積を有するカーボンブラックおよびゴム組成物 |
JPH0641539B2 (ja) * | 1988-07-21 | 1994-06-01 | 東海カーボン株式会社 | タイヤトレッドゴム配合用カーボンブラック |
JPH07753B2 (ja) * | 1988-12-12 | 1995-01-11 | 東海カーボン株式会社 | タイヤトレッド用カーボンブラック |
JP2889326B2 (ja) * | 1989-09-14 | 1999-05-10 | 昭和キャボット株式会社 | カーボンブラック及びゴム組成物 |
US5124396A (en) * | 1990-03-13 | 1992-06-23 | Cabot Corporation | Treadwear/hysteresis carbon blacks |
JP2903097B2 (ja) * | 1990-07-25 | 1999-06-07 | 昭和キャボット株式会社 | カーボンブラック及びそれを含有するゴム組成物 |
JPH0643524A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Canon Inc | 光学装置 |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP1129643A patent/JPH07754B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-05-08 ZA ZA903499A patent/ZA903499B/xx unknown
- 1990-05-17 CZ CS902415A patent/CZ285493B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1990-05-17 CA CA002017038A patent/CA2017038C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-17 IT IT20335A patent/IT1241146B/it active IP Right Grant
- 1990-05-18 TR TR90/0482A patent/TR24435A/xx unknown
- 1990-05-18 AR AR90316888A patent/AR245761A1/es active
- 1990-05-18 NL NL9001168A patent/NL194084C/nl not_active IP Right Cessation
- 1990-05-18 GB GB9011214A patent/GB2232149B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-21 PE PE1990169288A patent/PE27191A1/es not_active Application Discontinuation
- 1990-05-21 RO RO145132A patent/RO106884B1/ro unknown
- 1990-05-21 DD DD90340879A patent/DD297991A5/de unknown
- 1990-05-22 YU YU01003/90A patent/YU100390A/xx unknown
- 1990-05-22 BR BR909002409A patent/BR9002409A/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-05-22 ES ES9001420A patent/ES2020719A6/es not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-22 FR FR909006393A patent/FR2647460B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-22 PT PT94119A patent/PT94119B/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-05-22 SE SE9001840A patent/SE503223C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1990-05-22 US US07/526,725 patent/US5110576A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-22 CN CN90103809A patent/CN1031645C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-22 AU AU55732/90A patent/AU622324B2/en not_active Ceased
- 1990-05-22 HU HU903134A patent/HUT54190A/hu unknown
- 1990-05-22 DE DE4016475A patent/DE4016475A1/de not_active Withdrawn
- 1990-05-23 KR KR1019900007396A patent/KR0138980B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-05-23 PL PL90285303A patent/PL163581B1/pl unknown
- 1990-05-23 BE BE9000545A patent/BE1002927A3/fr not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-12-12 US US07/811,445 patent/US5212226A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL163581B1 (pl) | Mieszanka kauczukowa PL PL | |
US6403695B1 (en) | Carbon black and rubber compositions containing same | |
US5093407A (en) | Carbon blacks and rubber compositions containing the carbon blacks | |
JP2695701B2 (ja) | 改良された性能のカーボンブラック | |
US5124396A (en) | Treadwear/hysteresis carbon blacks | |
US5393821A (en) | Carbon blacks | |
EP0513189B1 (en) | Carbon black exhibitng superior treadwear/hysteresis performance | |
EP0519988B1 (en) | Improved treadwear/hysteresis carbon blacks | |
US6228928B1 (en) | Carbon black and rubber composition containing same | |
US6153684A (en) | Performance carbon blacks | |
CA2155194C (en) | Carbon blacks | |
KR100232684B1 (ko) | 카본 블랙 및 이를 함유하는 고무 조성물 |