PL188285B1

PL188285B1 - Kompozycja polimerowa

Info

Publication number: PL188285B1
Application number: PL97322554A
Authority: PL
Inventors: Ravindra Sant
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 2005-01-31
Also published as: ZA97624B; CZ306897A3; DK0817814T3; ID16011A; AU709161B2; BR9704620A; ATE229059T1; AU1830197A; CN1100834C; AR005684A1; WO1997028222A1; HU221108B1; EP1114848B1; IL121857A0; TW505675B; PT817814E; DK1114848T3; EP0817814A1; ES2186869T3; PE56097A1

Abstract

1. Kompozycja polimerowa, znamienna tym, ze zawiera od 0,5 do 300 czesci wago- wych sadzy na 100 czesci wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g i o pierwotnej wielkosci czastek ponizej lub równej 20 nm. PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa (kauczuki naturalne, kauczuki syntetyczne, elastomery, plastomery i/lub ich mieszanki lub mieszaniny), która zawiera sadzę.

Sadze wytwarza się ogólnie w reaktorach piecowych przez pirolizę surowca węglowodorowego za pomocą gorących gazów spalinowych z wytwarzaniem produktów spalania zawierających ziarnistą sadzę.

Sadze można stosować jako pigmenty, napełniacze i/lub jako środki wzmacniające w kompozycjach polimerowych. Stosowane w niniejszym opisie określenie „polimer” odnosi się do kauczuku naturalnego, kauczuku syntetycznego, elastomeru, plastomeru i/lub ich mieszanek lub mieszanin.

Sadze można także stosować do nadawania przewodnictwa elektrycznego i ochrony przed degradacją pod działaniem światła ultrafioletowego (UV) kompozycji polimerowych. Sadze stosuje się na przykład ogólnie do ograniczenia degradacji kompozycji polimerowych poddanych działaniu promieniowania UV. Takie promieniowanie UV występuje jako składnik naturalnego światła słonecznego. Przyjmuje się ogólnie, że stopień ochrony przed degradacją UV poprawia się przy stosowaniu sadzy o zmniejszonej wielkości cząstek, na przykład poniżej 25 nanometrów (nm). Ogólnie uważa się, że są także inne korzyści związane ze stosowaniem sadzy o wielkości cząstek poniżej 20 nm.

Sadze wprowadza się do kompozycji polimerowej stosując różne techniki mieszania. W przypadku sadzy o dobrych właściwościach ochrony UV korzystne jest ogólnie stosowanie takich sadzy, które nadają możliwie małą lepkość i w ten sposób poprawiają przetwarzalność

188 285 mieszaniny kompozycji sadza-polimer. Inną pożądaną cechą sadzy w takich zastosowaniach jest możliwość zwiększania w rozsądnych granicach względnej zawartości sadzy w mieszaninie kompozycji sadza-polimer. W celu zmniejszenia tendencji kompozycji polimerowej do absorbowania wilgoci jest pożądane stosowanie takich sadzy, które zapewniają możliwie małą absorpcję wilgoci przez mieszankę (CMA). CMA wskazuje na zdolność absorpcji wilgoci przez sadzę podczas przygotowaniu danej kompozycji polimerowej.

Tak więc, byłoby korzystne wytwarzanie nowych sadzy, które nadają kompozycjom lepsze właściwości lepkości lub przetwarzalności zawierającym je kompozycjom polimerowym.

Byłoby także korzystne wytwarzanie nowych sadzy, które nadają lepsze właściwości absorpcji wilgoci zawierającym je kompozycjom polimerowym.

Ponadto, byłyby korzystne nowe kompozycje polimerowe, które mają lepsze właściwości lepkości i/lub przetwarzalności i dają mniejszą absorpcje wilgoci przez kompozycje.

Te i inne korzyści osiąga się w wyniku zastosowania sadzy w kompozycji polimerowej według wynalazku.

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa, charakteryzująca się tym, że zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o liczbie jodowej od 73 do 94 mg/g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o liczbie jodowej od 85 do 93 mg/g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadze o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera od 0,5 do 100 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera od 0,5 do 80 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako polimer zawiera polietylen.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako polimer zawiera polietylen.

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa, charakteryzująca się tym, że zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm³/100 g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadze o wartości CDBP 70-100 cm3/100 g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadze o wartości CDBP 80-95 cm3/100 g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadze o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g.

188 285

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako polimer zawiera polietylen.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o pierwotnej wielkości cząstek od więcej niż 20 nm do 25 nm.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako polimer zawiera polietylen.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm³/100 g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadzę o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera sadze o wartości CDBP 50-96 cm³/100 g.

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako polimer zawiera polietylen.

Nowe klasy sadzy stosowane w kompozycji według wynalazku można scharakteryzować jako sadze o liczbie absorpcji jodu (liczbie jodowej) od 50 do 112 miligramów/gram (mg/g) i o pierwotnej wielkości cząstek oznaczanej zgodnie z ASTM Test Procedurę D38-4^<9-89 (określanej w niniejszym opisie jako „pierwotna wielkość cząstek”) poniżej lub równej 25 nm. Sadze stosowane w kompozycji według wynalazku można ponadto scharakteryzować jako sadze o wartości CDBP (czyli o wartości absorpcji ftalanu dibutylu przez rozdrobnioną sadzę) poniżej lub równej 102 cm3 DBP na 100 g sadzy (cm3/100 g) mierzonej zgodnie z ASTM Test Procedure D3493-86.

Przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe zawierające sadze. Stosowane w niniejszym opisie określenie „polimer” odnosi się ogólnie do kauczuku naturalnego, kauczuku syntetycznego, elastomeru, plastomeru i/lub ich mieszanek lub mieszanin.

Sadze piecowe można wytwarzać dowolnym sposobem znanym w technice. Sadze stosowane w kompozycji według wynalazku wytwarza się w reaktorze piecowym do sadzy posiadającym pierwszą strefę (spalania), strefę przejściową i strefę reakcji, w którym:

- surowiec do wytwarzania sadzy wstrzykuje się do gorącego strumienia gazów spalinowych;

- uzyskaną mieszaninę gorących gazów spalinowych i surowca wprowadza się do strefy reakcji; i

- zatrzymuje się pirolizę surowca do wytwarzania sadzy przez zgaszenie mieszaniny po utworzeniu sadzy, przy czym stosuje się pierwotny poziom spalania powyżej 300%, korzystnie co najmniej 550%, korzystniej od 650 do 1200%. Całkowity poziom spalania w sposobie wytwarzania sadzy wynosi co najmniej 22%, korzystnie od 22% do 35%, korzystniej od 25 do 28%. Czas przebywania dla reakcji tworzenia sadzy w sposobie wytwarzania sadzy wynosi od

188 285

0,55 s do 9,9 s, korzystniej od 1,06 s do 8,01 s. Sposób wytwarzania sadzy będzie poniżej opisany dokładniej.

Kompozycje polimerowe według wynalazku zawierają kauczuki naturalne, kauczuki syntetyczne, elastomery, plastomery i/lub ich mieszanki lub mieszaniny. Ilość sadzy stosowanej w kompozycjach polimerowych według wynalazku jest dowolną ilością wystarczającą do uzyskania wyników pożądanych dla przewidywanego końcowego zastosowania kompozycji polimerowych, przy czym te ilości są ilościami zwykle stosowanymi i znanymi w technice. Ogólnie można stosować ilości wytwarzanej sadzy w zakresie od 0,5 do 300 części wagowych na 100 części wagowych polimeru. Jednakże korzystnie można stosować ilości sadzy w zakresie od 0,5 do 100 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, a szczególnie korzystnie w zakresie od 0,5 do 80 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.

Polimerami odpowiednimi do stosowania w kompozycji według wynalazku są: kauczuk naturalny, na przykład poliizopren i polibutadien i ich pochodne, takie jak chlorowany kauczuk; kopolimery zawierające od około 10 do około 70% wagowych styrenu i od około 90 do około 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 i kopolimer 50 części styrenu i 50 części butadienu; polimery i kopolimery sprzężonych dienów, takich jak polibutadien, poliizopren, polichloropren i tym podobne i kopolimery takich sprzężonych dienów z kopolimeryzowalnym z nimi monomerem zawierającym grupy etylenowe, takim jak styren, metylostyren, chlorostyren, akrylonitryl, 2-winylopirydyna, 5-metylo-2-winylopirydyna, 5-etylo-2-winylopirydyna, 2-metylo-5-winylopirydyna, akrylany alkilowe, winyloketon, keton metylowoizopropenylowy, eter metylowowinylowy, kwasy a-metylenokarboksylowe i ich estry i amidy, takie jak kwas akrylowy i amid kwasu dialkiloakrylowego; odpowiednie do stosowania w kompozycji według wynalazku są także kopolimery etylenu i wyższych a-olefm, takich jak propylen, 1-buten i 1-penten; szczególnie korzystne są kopolimery etylen/propylen, w których zawartość etylenu jest w zakresie od 20 do 90% wagowych, a także kopolimery etylen/propylen zawierające dodatkowo trzeci monomer, taki jak dicyklopentadien, 1,4-heksadien i metylenonorbomen. Polimerem zawierającym etylen jest korzystnie kopolimer etylen/propylen lub terpolimer etylen/propylen.

Polimerem zawierającym etylen jest korzystniej kopolimer etylen/propylen/monomer dienowy (EPDM). Polimerem zawierającym etylen jest także korzystnie polimer zawierający od 0,5 do 98% wagowych monomeru etylenu.

Innymi korzystnymi kompozycjami polimerowymi są poliolefiny, takie jak polipropylen i polietylen.

Odpowiednie są także następujące polimery:

a) homopolimery propylenu, homopolimery etylenu, kopolimery etylenu i szczepione polimery, w których komonomerami są takie monomery, jak buten, heksen, propen, okten, octan winylu, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, estry Ci-Cs-alkilowe kwasu akrylowego, estry Ci-Cg-alkilowe kwasu metakrylowego, bezwodnik kwasu maleinowego, półester bezwodnika kwasu maleinowego i tlenek węgla;

b) elastomery, takie jak kauczuk naturalny, polibutadien, poliizopren, bezładny lub blokowy kauczuk styrenowo-butadienowy (SBR), polichloropren, kopolimer akrylonitryl/butadien, kopolimery etylen/propylen i terpolimery etylen/propylen/monomer dienowy (EPDM);

c) homopolimery i kopolimery styrenu, takie jak liniowy i rozgałęziony polimer styren/butadien/styren, kopolimer akrylonitryl/butadien/styren (ABS) i kopolimer styren-akrylonitryl;

d) polimery termoplastyczne, takie jak poli(tereftalan etylenu) (PET), poli (tereftalan butylenu) (PBT), poliwęglany, poliamidy, polichlorki winylu) (PVC), acetale; i

e) tworzywa termoutwardzalne, takie jak poliuretany, epoksydy i poliestry.

Zaletą sadzy stosowanej w kompozycji według wynalazku jest nadawanie przez te sadze małej lepkości kompozycjom, do których są wprowadzane.

Inną zaletą sadzy jest nadawanie przez te sadze małej wartości CMA (absorpcji wilgoci przez mieszankę) kompozycjom, do których są wprowadzane.

Inną zaletą sadzy jest to, że sadze te mogą być wprowadzane do kompozycji polimerowych w znacznych ilościach.

188 285

Jeszcze inną zaletą sadzy jest to, że kompozycjom polimerowym nadają małą lepkość.

Inną zaletą sadzy jest to, że kompozycje polimerowe mają małą wartość CMA (absorpcji wilgoci przez mieszankę).

Jeszcze inną zaletą kompozycji polimerowych według wynalazku jest to, że te kompozycje polimerowe mogą zawierać znaczne ilości sadzy.

Inne zalety wynalazku będą oczywiste na podstawie bardziej szczegółowego opisu niniejszego wynalazku.

Figura 1 jest widokiem przekroju poprzecznego części jednego rodzaju piecowego reaktora, który może być stosowany do wytwarzania sadzy.

Figura 2 jest widokiem przekroju poprzecznego części innego rodzaju piecowego reaktora, który może być stosowany do wytwarzania sadzy.

Figura 3 jest histogramem próbki przedstawiającym ułamek wagowy agregatów w próbce sadzy względem średnicy Stokesa w danej próbce.

Figura 4 jest wykresem przedstawiającym wpływ zawartości sadzy na wskaźnik szybkości płynięcia kompozycji polimerowych zawierających sadze, łącznie z danymi dotyczącymi kompozycji polimerowych zawierających kontrolne sadze, jak opisano w przykładach opisu.

Figura 5 jest wykresem przedstawiającym wpływ zawartości sadzy na pozorną lepkość, przy szybkości ścinania 100 s ' kompozycji polimerowych zawierających sadze, łącznie z danymi dotyczącymi kompozycji polimerowych zawierających kontrolne sadze, jak to opisano w przykładach opisu.

Przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe zawierające sadze.

W jednej odmianie przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa, zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g, korzystnie o liczbie jodowej od 73 do 94 mg/g, korzystniej o liczbie jodowej od 85 do 93 mg/g; i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm, korzystnie poniżej lub równej 19 nm. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe, zawierające następujące sadze:

la) sadza o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm;

2a) sadza o liczbie jodowej od 73 do 94 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm;

3a) sadza o liczbie jodowej od 85 do 93 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm;

4a) sadza o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm;

5a) sadza o liczbie jodowej od 73 do 94 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i

6a) sadza o liczbie jodowej od 85 do 93 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.

W innej odmianie przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa, zawierająca sadze o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm, korzystnie poniżej lub równej 19 nm. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe, zawierające następujące sadze:

lb) sadza o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i

2b) sadza o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.

W jeszcze innej odmianie, przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa, zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g, korzystnie o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g, korzystniej o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm, korzystnie poniżej lub równej 19 nm i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm³/100 g, korzystnie od 70 do 100 cm³/100 g, korzystniej od 80 do 95 cm³/100 g. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe, zawierające następujące sadze:

lc) sadza o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm3/100.g;

188 285

2c) sadza o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm³/100 g;

3c) sadza o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cmi/100 g;

4c) sadza o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o warto-H ści CDBP poniżej lub równej 102 cm³/100 g;

5c) sadza o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm3/100 g;

6c) sadza o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g: o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm3/100 g;

7c) sadza o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm3/100 g;

8c) sadza o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm3/100 g;

9c) sadza o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g: o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm/100 g;

10c) sadza o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm3/100 g;

11c) sadza o liczbie jodowej od 73 do 104g/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm³/100 g;

12c) sadza o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o warto-ści CDBP od 80 do 95 cm3/100 g;

13c) sadza o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm3/100 g;

14c) sadza o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pier-wotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm3/100 g;

15c) sadza o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g: o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm³/100 g;

16c) sadza o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm3/100 g;

17c) sadza o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm3/100 g; i

18c) sadza o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g: o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm³/W0 g.

W jeszcze innej odmianie przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm. Korzystnie, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe zawierające sadze o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g i/lub o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe, zawierające następujące sadze:

1d) sadza o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm;

2d) sadza o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm;

3d) sadza o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i

4d) sadza o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm. .

W jeszcze innej odmianie przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g. Korzystnie, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe zawierające sadze o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm; i/lub o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g. Korzystniej, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe zawierające sadze o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm

188 285 do 25 nm; i/lub o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe, zawierające następujące sadze:

1e) sadza o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

2e) sadza o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

3e) sadza o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

4e) sadza o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g;

5e) sadza o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g: o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g;

6e) sadza o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm³/100 g;

7e) sadza o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm³/100 g;

8e) sadza o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm³/100 g;

9e) sadza o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm³/100 g;

10e) sadza o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 run; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm³/100 g;

11e) sadza o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g; i

12e) sadza o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g.

Sadze stosowane w kompozycji według wynalazku można wytwarzać dowolnym sposobem, lecz korzystnie wytwarza się je sposobem opisanym poniżej. Jednak przyjmuje się, że jakkolwiek sposób wytwarzania sadzy opisano poniżej w odniesieniu do jednego rodzaju piecowego reaktora do sadzy, to sposób ten można także wykonywać w innych rodzajach reaktora do sadzy.

W szczególności, sadze można wytwarzać sposobem w modułowym, nazywanym także „etapowym” reaktorze piecowym do sadzy. Sekcję typowego modułowego piecowego reaktora do sadzy, który może być stosowany do wytwarzania sadzy, przedstawiono na fig. 1. Inne szczegóły dotyczące typowego modułowego piecowego reaktora do sadzy można znaleźć na przykład w opisie zawartym w patencie US nr 3 922 335, który włącza się do niniejszego opisu jako odnośnik.

W odniesieniu do fig. 1, sadze można wytwarzać w piecowym reaktorze 2 do sadzy mającym strefę spalania 10, która ma strefę o zbieżnej średnicy 11, strefę przejściową 12 i strefę reakcji 18. Koniec strefy reakcji ,18 najbliższy strefy przejściowej 12 ma strefę lub strefy 17A i 17B o ograniczonej średnicy. Średnicę strefy spalania 10 do punktu, w którym zaczyna się strefa o zbieżnej średnicy 11 przedstawiono jako D-1; średnicę strefy 12 jako D-2; średnicę strefy 17Ajako D-3A; średnicę strefy 17B jako D-3A; i średnicę strefy 18 jako D-4. Długość strefy spalania 10 do punktu, w którym zaczyna się strefa o zbieżnej średnicy 11, przedstawiono jako L-1; długość strefy o zbieżnej średnicy 11 przedstawiono jako L-2, długość strefy przejściowej 12 przedstawiono jako L-3; długość strefy 17A o ograniczonej średnicy przedstawiono jako L-4A; i długość strefy 17B o ograniczonej średnicy przedstawiono jako L-4B.

W celu wytwarzania sadzy stosowanej w kompozycji według wynalazku, gorące gazy spalinowe są generowane w strefie spalania 10 w wyniku reakcji ciekłego lub gazowego paliwa z odpowiednim utleniaczem, takim jak powietrze, tlen, mieszaniny powietrza i tlenu i tym podobne. Do paliw odpowiednich do stosowania w reakcji ze strumieniem utleniacza w strefie spalania 10, w celu generowania gorących gazów spalinowych, można zaliczyć dowolny łatwopalny strumień w postaci gazu, pary lub cieczy, taki jak gaz ziemny, wodór, tlenek węgla, metan, acetylen, alkohole lub nafta. Jednak ogólnie jest korzystne stosowanie paliw o dużej zawartości składników zawierających węgiel, w szczególności węglowodorów. Stosunek

188 285 ilości powietrza do ilości gazu ziemnego stosowanego do wytwarzania sadzy wynosi co najmniej 30:1, korzystnie od 45:1 do 100:1. W celu ułatwienia generowania gorących gazów spalinowych można podgrzewać strumień utleniacza.

W celu wytwarzania sadzy stosuje się w sposobie wytwarzania pierwotny poziom spalania powyżej 300%, korzystnie co najmniej 550%. W celu wytwarzania sadzy stosuje się korzystniej pierwotny poziom spalania w sposobie wytwarzania sadzy od 650 do 1200%.

Jak omówiono w niniejszym opisie, pierwotny poziom spalania oznacza stosunek ilości utleniacza, takiego jak powietrze, stosowanego w pierwszym etapie wieloetapowego sposobu, do teoretycznej ilości utleniacza potrzebnej do całkowitego spalania węglowodoru z pierwszego etapu do ditlenku węgla i wody. Dla wygody wyraża się pierwotny poziom spalania w procentach.

ilość utleniacza potrzebnego do całkowitego spalenia węglowodoru z pierwszego etapu do ditlenku węgla i wody nazywa się w niniejszym opisie „stosunkiem powietrza do spalanego gazu” i wyraża się jako stosunek objętości teoretycznej ilości utleniacza do objętości gazu w pierwszym etapie. Ilości utleniacza i węglowodoru z pierwszego etapu podaje się w dowolnym zgodnym układzie jednostek.

Pierwotny poziom spalania można określać na podstawie następującego wzoru:

Pierwotny poziom spalania, % = (zmierzona szybkość powietrza) x 100 (zmierzona szybkość powietrza) x (stosunek powietrza do spalanego gazu) w którym:

„zmierzona szybkość powietrza” = objętościowa szybkość przepływu powietrza wprowadzonego do strefy spalania reaktora, mierzona w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia; „zmierzona szybkość gazu” = objętościowa szybkość przepływu gazu wprowadzonego do strefy spalania reaktora, mierzona w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia, przy czym „zmierzoną szybkość powietrza”, „zmierzoną szybkość gazu” i „stosunek powietrza do spalanego gazu” podaje się w układzie wzajemnie zgodnych jednostek.

Stosowane w niniejszym opisie określenie „normalne warunki temperatury i ciśnienia” dotyczy temperatury 0°C i ciśnienia 101,3 kilopaskali (kPa) przy opisie powietrza lub gazu, a określenie „normalne warunki temperatury i ciśnienia” dotyczy temperatury 2613°C i ciśnienia 101,3 kPa przy opisie oleju lub surowca.

Strumień gorących gazów spalinowych przepływa z prądem ze stref 10 i 13 do stref 12, 17A, 17B i następnie do 18. Kierunek przepływu gorących gazów spalinowych zaznaczono strzałką na fig. 1. Dający sadzę surowiec 30 wprowadza się w punkcie 32 znajdującym się w strefie 12. Surowiec ten można wprowadzać albo przez sondę 15 mającą końcówkę 34, albo korzystnie promieniowo do wewnątrz przez szereg otworów umieszczony w ściance strefy 12 w punkcie 32, albo w obu tych punktach. Odpowiednimi do stosowania surowcami węglowodorowymi dającymi sadzę, które łatwo ulatniają się w warunkach reakcji są nienasycone węglowodory, takie jak acetylen; olefiny, takie jak etylen, propylen, butylen; węglowodory aromatyczne, takie jak benzen, toluen i ksylen; pewne nasycone węglowodory; i ulatniające się węglowodory, takie jak nafty, naftaleny, terpeny, smoły etylenowe, surowce z cyklu aromatycznego i tym podobne.

Odległość od punktu 32 z prądem do początku strefy 17A o ograniczonej średnicy w strefie reakcji przedstawiono jako F-l. W pewnych przykładach w niniejszym opisie, dający sadzę surowiec 30 wstrzykiwano promieniowo do wewnątrz przez szereg otworów w punkcie 32 strefy 12, przy czym otrzymane strumienie wnikają do wewnętrznych obszarów strumienia gorących gazów spalinowych i dzięki temu szybko rozkładają się z wytworzeniem nowych sadzy.

W innych przykładach podanych w niniejszym opisie, dający sadzę surowiec 30 wstrzykiwano na zewnątrz w kierunku zasadniczo promieniowym z prądem przez szereg otworów na końcu 34 sondy 15, przy czym otrzymane strumienie wnikają do zewnętrznych obszarów strumienia gorących gazów spalinowych i dzięki temu szybko rozkładają się ze zamianą surowca na sadze. Odległość od końca sondy 15 do początku strefy 17A przedstawiono jako F-2.

W celu wytwarzania sadzy, całkowity poziom spalania w sposobie wytwarzania sadzy wynosi korzystnie co najmniej 22%, korzystniej od 22% do 35%, a najkorzystniej od 25 do 28%.

188 285

Jak wspomniano w niniejszym opisie i co jest znane fachowcom, całkowity poziom spalania oznacza stosunek całkowitej ilości utleniacza, takiego jak powietrze, stosowanego w sposobie wytwarzania sadzy, do ilości utleniacza potrzebnej do całkowitego spalenia węglowodoru obecnego w całej ilości węglowodoru użytego w sposobie wytwarzania sadzy do ditlenku węgla i wody. Całkowity poziom spalania wyraża się zwykle w procentach.

Dla wygody, ilość utleniacza potrzebnego do całkowitego spalenia surowca dającego sadzę do ditlenku wody i wody nazywa się w niniejszym opisie „stosunkiem powietrza do spalanego oleju” i wyraża się jako stosunek objętości teoretycznej ilości utleniacza do objętości surowca dającego sadzę. Ilości utleniacza i surowca dającego sadzę mogą być podane w dowolnym zgodnym układzie jednostek.

Całkowity poziom spalania można określać na podstawie następującego wzoru:

, „ . . , . „. (zmierzona szybkość powietrza) x 100

Całkowity poziom spalania, % =-;--— --------(zmierzona szybkość gazu) x (stosunek powietrza do spalanego gazu) + + (zmierzona szybkość powietrza) x (stosunek powietrza do spalanego gazu) w którym:

„zmierzona szybkość powietrza” = objętościowa szybkość przepływu powietrza wprowadzonego do strefy spalania reaktora, mierzona w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia; „zmierzona szybkość gazu” = objętościowa szybkość przepływu gazu wprowadzonego do strefy spalania reaktora, mierzona w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia; „zmierzona szybkość oleju” = objętościowa szybkość przepływu oleju wprowadzonego do reaktora, mierzona w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia;

przy czym „zmierzoną szybkość powietrza”, „zmierzoną szybkość gazu”, „zmierzoną szybkość oleju”, „stosunek powietrza do spalanego gazu” i „stosunek powietrza do spalanego oleju” podaje się w układzie wzajemnie zgodnych jednostek.

Mieszanina surowca dającego sadzę i gorących gazów spalinowych przepływa z prądem przez strefy 12, 17A, 17B i do strefy 18. Urządzenie gaszące 40, umieszczone w punkcie 42 wstrzykujące gaszący płyn 50, którym w przykładach podanych w opisie jest woda, stosuje się do zatrzymania pirolizy surowca dającego sadzę podczas wytwarzania nowych sadzy. Punkt 42 można oznaczyć dowolnym sposobem znanym w technice, służącym do wyboru położenia urządzenia gaszącego w celu zatrzymania pirolizy.

Jeden ze sposobów oznaczania położenia urządzenia gaszącego do zatrzymania pirolizy polega na oznaczeniu punktu, w którym osiąga się dopuszczalną zawartość ekstraktu toluenowego dla nowych sadzy. Zawartość ekstraktu toluenowego można zmierzyć zgodnie z ASTM Test Procedure D1618-83, „Oznaczanie zawartości w sadzy substancji ekstrahowanych toluenem”.

W korzystnej odmianie sposobu wytwarzania sadzy miejsce umieszczenia urządzenia gaszącego określa się w taki sposób, aby nominalny czas przebywania dla reakcji tworzenia sadzy w reaktorze wynosił od 0,55 s do 9,9 s, korzystnie od 1,06 s do 8,01 s. Nominalny czas przebywania w reaktorze jest określony jako czas nominalnie wymagany dla przejścia utleniacza przez reaktor od miejsca wstrzykiwania surowca dającego sadzę do miejsca gaszenia, gdyby utleniacz nie został zmieniony podczas dowolnego sposobu na dowolnym etapie w etapowym reaktorze, przy czym objętościową szybkość przepływu utleniacza oznacza się w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia.

Po zgaszeniu mieszaniny gorących gazów spalinowych i surowca dającego sadzę, gorące gazy przechodzą z prądem do dowolnych zwykłych urządzeń chłodzących i oddzielających, w których odzyskuje się sadze. Oddzielanie sadzy ze strumienia gazowego wykonuje się z łatwością przy użyciu zwykłego urządzenia, takiego jak urządzenie strącające, separator cyklonowy lub filtr workowy. Po tym oddzieleniu może następować tabletkowanie, na przykład przy użyciu tabletkarki pracującej na mokro.

Figura 2 przedstawia przekrój innej konfiguracji reaktora do sadzy, który można stosować do wytwarzania sadzy i który użyto do wytwarzania sadzy przedstawionych w przykładach niniejszego opisu. Reaktor 2 przedstawiony na fig. 2 jest zasadniczo identyczny z reakto12

188 285 rem przedstawionym na fig. 1 i liczby odniesienia na fig.2 są stosowane w taki sam sposób, jak na fig. 1, z następującymi wyjątkami.

W reaktorze przedstawionym na fig. 2, strefa reakcji obejmuje dodatkowo strefy 18A, 18B i 18C. Strefa 18A jest umieszczona obok strefy 17B. Strefa 18b jest umieszczona obok strefy 18A i jest przesunięta o kąt Cl, jak pokazuje fig. 2. Strefa 18C jest umieszczona obok strefy 18B. Średnicę strefy 18A przedstawiono jak D-4A; średnicę strefy 18B jako D-4B i średnicę strefy 18C jako D-4C. Długość strefy 18A przedstawiono jako L-5A; długość każdej z sekcji strefy 18B w kierunku równoległym do poziomu jest albo oznaczona jako L-5B, albo jako L-5C, j ak pokazano na fig 2.

Kompozycje polimerowe według wynalazku zawierają polimer i sadzę.

Tak więc, w jednej odmianie wynalazku przedmiotem wynalazku są kompozycje polimerowe zawierające polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g, korzystnie o liczbie jodowej od 73 do 94 mg/g, korzystniej o liczbie jodowej od 85 do 93 mg/g; i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm, korzystnie poniżej lub równej 19 nm. Bardziej szczegółowo przedmiotem wynalazku są następujące kompozycje polimerowe:

la) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm;

2a) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadze o liczbie jodowej od 73 do mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm;

3a) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadze o liczbie jodowej od 85 do mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm;

4a) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm;

5a) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 73 do mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i

6a) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 85 do 93 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.

W innej odmianie przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm, korzystnie poniżej lub równej 19 nm. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku są następujące kompozycje polimerowe:

lb) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadze o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i

2b) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.

W jeszcze innej odmianie przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g, korzystnie o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g, korzystniej o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm, korzystnie poniżej lub równej 19 nm i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm3/100 g, korzystnie od 70 do 100 cm3/100 g, korzystniej od 80 do 95 cm3/100 g. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku są następujące kompozycje polimerowe:

lc) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cmr/100 g;

2c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm³/100 g;

3c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 80 do cm³/100 g;

4c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cmr/100 g;

188 285

5c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm3/100 g;

6c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm3/100 g;

7c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 mu; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm³/100 g;

8c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm³/100 g;

9c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm³/100 g;

10c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm'7100 g;

11c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 73 do 104g/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm⁵/100 g;

12c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm³/100 g;

13c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cmi/100 g;

14c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadze o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 cm3/100 g;

15c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadze o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm³/100 g;

16c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm?/100 g;

17c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadze o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 70 do 100 f cm3/100 g; i

18c) kompozycja polimerowa zawierająca polimer i sadzę o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm; i o wartości CDBP od 80 do 95 cm³/100 g.

W jeszcze innej odmianie przedmiotem wynalazku są nowe kompozycje polimerowe zawierające polimer i sadzę o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm. Korzystnie zawierają one sadze o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g i/lub o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm. Bardziej szczegółowo przedmiotem wynalazku są następujące kompozycje polimerowe:

1d) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm;

2d) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm;

3d) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i

4d) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm.

188 285

W jeszcze innej odmianie przedmiotem wynalazku są nowe kompozycje polimerowe zawierające polimer i sadzę o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g. Korzystnie stosuje się sadzę o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm; i/lub o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g. Korzystniej stosuje się sadzę o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm; i/lub o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g. Bardziej szczegółowo przedmiotem wynalazku są następujące kompozycje polimerowe:

le) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

2e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

3e) kompozycja polimerowa zawierająca sadze o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

4e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g;

5e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g;

6e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm³/100 g;

7e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm; i o wartości CDBE poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

8e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm³/100 g;

9e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nm do 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm3/100 g;

lOe) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm³/100 g;

Ile) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 nim do 25 mm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm³/100 g; i

12e) kompozycja polimerowa zawierająca sadzę o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek od powyżej 20 do 25 nm; i o wartości CDBP od 50 do 96 cm3/100 g.

Jakkolwiek w kompozycjach polimerowych według wynalazku można stosować dowolną ilość sadzy dla uzyskania końcowego zastosowania, to ogólnie można stosować ilości sadzy w zakresie od około 0,5 do około 300 części wagowych na każde 100 części wagowych polimeru. Jednakże korzystne jest stosowanie ilości sadzy w zakresie od około 0,5 do około 100 części wagowych na 100 części wagowych polimeru i szczególnie korzystne jest stosowanie sadzy w zakresie od około 0,5 do 80 części wagowych na 100 części wagowych polimeru.

Kompozycje polimerowe mogą zawierać także inne zwykle stosowane dodatki, takie jak utwardzacze, oleje węglowodorowe, przyspieszacze, kolagenty, przeciwutleniacze i tym podobne.

Stosowane w niniejszym opisie określenie „polimer” odnosi się do kauczuku naturalnego, kauczuku syntetycznego, elastomeru, plastomeru i/lub ich mieszanek lub mieszanin. Przy188 285 kłady polimerów odpowiednich do stosowania w kompozycjach polimerowych według wynalazku wymieniono w wykazie podanym powyżej.

Kompozycje polimerowe według wynalazku można wytwarzać sposobami znanymi w technice stosowanymi do wytwarzania mieszanin polimerów z ziarnistymi składnikami.

Następujące sposoby badania zastosowano do oznaczania i oceny właściwości analitycznych sadzy oraz właściwości kompozycji polimerowych według wynalazku, zawierających sadze.

Zakres adsorpcji CTAB (bromku cetylotrimetyloamoniowego) przez sadze oznaczano według ASTM Test Procedure D3765-85.

Liczbę jodową oznaczano według ASTM Test Procedure D1510.

Siłę barwienia („barwienie”) sadzy oznaczano według ASTM Test Procedure D3265.

Adsorpcję DBP (ftalanu dibutylu) przez tabletki sadzy oznaczano według ASTM Test Procedure D2414.

Adsorpcję CDBP (ftalanu dibutylu) przez pokruszone tabletki sadzy oznaczano według ASTM Test Procedure D3493-86.

Ilość ekstraktu toluenowego z sadzy oznaczano za pomocą spektrofotometru Spectronic 20 firmy Milton Roy, Rochester, Nowy Jork, według ASTM Test Procedure D1618.

Wielkość cząstek sadzy oznaczano według ASTM Test Procedure D3849-89.

Wartości Dmode, Dst i AD50 sadzy oznaczano na podstawie histogramu średnicy Stokesa agregatów sadzy w odpowiednich próbkach sadzy w funkcji względnej częstotliwości ich występowania w tej próbce, jak pokazuje fig. 3. Histogram wykonuje się dla średnicy Stokesa agregatów sadzy w próbce sadzy w funkcji względnej częstotliwości ich występowania w danej próbce.

Dla przykładów od 1do 14 i dla przykładów od 26 do 33 dane stosowane do generowania histogramu oznaczano przy użyciu wirówki talerzowej, takiej jak wirówka produkowana przez firmę Joyce Loeble Co., Ltd. of Tyne and Wear, Wielka Brytania. Następujący sposób postępowania jest modyfikacją sposobu opisanego w instrukcji wirówki talerzowej firmy Joyce Loeble, oznaczonej jako instrukcja DCF 4.008, opublikowanej w dniu 1 lutego 1985 r., którą włącza się do niniejszego opisu jako odnośnik; zastosowano ten sposób do otrzymywania danych.

Sposób postępowania jest następujący. 10 mg próbki sadzy odważono do naczyńka wagowego, następnie wprowadzono ją do 50 cm3 roztworu składającego się z 10% bezwodnego etanolu i 90% wody destylowanej i zawierającego 0,05% środka powierzchniowo czynnego NONIDET P-40 (NONIDET P-40 jest znakiem towarowym środka powierzchniowo czynnego firmy Shell Chemical Co.).

Uzyskaną zawiesinę rozprasza się za pomocą energii ultradźwiękowej w ciągu 15 minut przy użyciu aparatu Sonifier Model No. W 385 firmy Heat Systems Ultrasonics Inc., Farmingdale, Nowy Jork.

Przed pracą wirówki talerzowej 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 rozproszonego w roztworze wody i etanolu; w tym przypadku jest to 0,5 cm3;

3. Objętość płynu w wirówce; w tym przypadku jest to 10 cm3 wody;

4. Lepkość płynu w wirówce, którą w tym przypadku przyjmuje się jako równą 9,33 x 10⁴ Pa -s w temperaturze 23 °C;

5. Gęstość płynu w wirówce, która w tym przypadku wynosi 0,9975 g/cm3 w temperaturze 23 °C;

6. Szybkość talerza, która w tym przypadku wynosi 8000 obrotów na minutę;

7. Odstęp czasowy pobierania danych, który w tym przypadku wynosi 1 s.

Wirówka talerzowa pracuje przy szybkości 8000 obrotów na minutę, z uruchomionym stroboskopem. Wstrzykuje się 10 cm3 wody destylowanej do wirującego talerza jako płyn wirówkowy. Poziom mętności nastawia się na 0; jako ciecz buforującą wstrzykuje się 10 cm³roztworu składającego się z 10% bezwodnego etanolu i 90% wody destylowanej. Następnie uruchamia się przyciski ścinania i zwiększania obrotów wirówki talerzowej w celu wytworzenia gładkiego gradientu stężenia pomiędzy płynem wirówkowym a cieczą buforującą i gradient obserwuje się wzrokowo. Gdy gradient stanie się gładki tak, że już nie widać rozróż16

188 285 nialnej granicy pomiędzy obu płynami, wstrzykuje się w talerz wirówki 0,5 cm3 rozproszonej sadzy w wodno-etanolowym roztworze i natychmiast uruchamia zbieranie danych. Gdy występuje przepływ, to pracę przerywa się. Talerz wiruje w ciągu 20 minut od wstrzyknięcia sadzy rozproszonej w wodno-alkoholowym roztworze. Po 20 minutach wirowania zatrzymuje się talerz wirówki, mierzy temperaturę płynu wirówkowego i wprowadza wartość średnią temperatury płynu wirówkowego zmierzoną na początku pracy i na końcu pracy do komputera, który rejestruje dane z wirówki talerzowej. Dane te są analizowane za pomocą standardowego równania Stokesa i przedstawiane przy użyciu następujących definicji.

Agregat sadzy - odrębna, sztywna koloidalna całość, która jest najmniejszą rozpraszalną jednostką; składa się ona z silnie skoagulowanych cząstek.

Średnica Stokesa - średnica kuli, która sedymentuje w lepkim ośrodku w wirówce lub w polu grawitacyjnym zgodnie z równaniem Stokesa. Niekulisty obiekt, taki jak agregat sadzy można także przedstawić za pomocą średnicy Stokesa, jeśli rozpatrywać go jako gładką, sztywną kulę o tej samej gęstości i szybkości sedymentacji jak ten obiekt. Średnicę Stokesa wyraża się zwykle w nanometrach.

Moda (podawana jako Dmode) - średnica Stokesa w punkcie piku (punkt A na fig. 3 w opisie) krzywej rozkładu średnic Stokesa.

Mediana średnicy Stokesa - (podawana jako Dst) - punkt na krzywej rozkładu średnicy Stokesa, w którym 50% wagowych próbki jest albo większych albo mniejszych (punkt H na fig. 3 w opisie). Przedstawia on zatem wartość mediany oznaczenia. Niekulisty obiekt, taki jak agregat sadzy, można także przedstawić za pomocą średnicy Stokesa, jeśli rozpatrywać go jako gładką, sztywną kulę o tej samej gęstości i szybkości sedymentacji jak ten obiekt.

AD50 - szerokość wykresu rozkładu mas zmierzona w punkcie odpowiadającym połowie maksimum mody, która jest miarą szerokości rozkładu wielkości agregatów. Oznaczano ją w następujący sposób. Jak pokazano na fig. 3, linię B poprowadzono z piku A histogramu w kierunku równoległym do osi Y, do osi X i kończącą się przy tej osi w punkcie C histogramu. Określa się punkt środkowy F otrzymanej linii B i prowadzi linię G przez jej punkt środkowy F równolegle do osi X. Linia G przecina krzywą rozkładu histogramu w dwóch punktach D i E. Wartość bezwzględna różnicy średnic Stokesa agregatów sadzy w punktach D i E jest wartością AD50.

W przykładach od 15 do 25 stosowano wirówkę talerzową Model BI-DCP firmy Brookhaven Instruments Corp., 750 Blue Point Road, Holtsville, NY 11742, USA, do generowania histogramów opisanych powyżej. Zastosowano następujący sposób postępowania.

mg próbki sadzy odważono do naczyńka wagowego, następnie wprowadzono ją do 25 cm3 roztworu składającego się z 10% bezwodnego etanolu i 90% wody destylowanej i zawierającego 0,025% środka powierzchniowo czynnego NONIDET P-40 (NONiDET P-40 jest znakiem towarowym środka powierzchniowo czynnego firmy Shell Chemical Co.). Uzyskaną zawiesinę rozprasza się za pomocą energii ultradźwiękowej w ciągu 10 minut przy użyciu aparatu Sonifier Model No. XL 2015 firmy Heat Systems Ultrasonics Inc., Farmingdale, Nowy Jork.

1. Ciężar właściwy sadzy, przyjęty jako 1,86 g/cm3;

2. Objętość roztworu sadzy rozproszonego w roztworze wody i etanolu; w tym przypadku jest to 0,2 cm3;

3. Objętość płynu w wirówce; w tym przypadku jest to 10 cm3 wody;

4. Lepkość płynu w wirówce, którą w tym przypadku przyjmuje się jako równą 9,33 x 10⁴ Pa -s w temperaturze 23°C;

5. Gęstość płynu w wirówce, która w. tym przypadku wynosi 0,998 g/cm³ w temperaturze 23°C;

6. Szybkość talerza, która w tym przypadku wynosi 4000 obrotów na minutę;

7. Odstęp czasowy pobierania danych, który w tym przypadku wynosi 1 s.

Wirówka talerzowa pracuje przy szybkości 4000 obrotów na minutę, z uruchomionym stroboskopem. Wstrzykuje się 10 cm3 roztworu mieszaniny wody destylowanej i sacharozy, w którym na 9 cm3 wody stosuje się 1 cm3 roztworu sacharozy, do wirującego talerza, jako płyn wirówkowy. Poziom mętności nastawia się na 0; jako ciecz buforującą wstrzykuje się 10 cm roztworu składającego się z 10% bezwodnego etanolu i 90% wody destylowanej. Następnie

188 285 uruchamia się przyciski ścinania i zwiększania obrotów wirówki talerzowej w celu wytworzenia gładkiego gradientu stężenia pomiędzy płynem wirówkowym a cieczą buforującą i gradient obserwuje się wzrokowo. Gdy gradient stanie się gładki tak, że już nie widać rozróżnialnej granicy pomiędzy obu płynami, wstrzykuje się w talerz wirówki 0,2 cm³ rozproszonej sadzy w wodno-etanolowym roztworze i natychmiast uruchamia zbieranie danych. Gdy występuje przepływ, to pracę przerywa się. Talerz wiruje w ciągu takiego czasu, jaki jest wymagany dla powrotu odpowiedzi detektora do linii podstawowej po wstrzyknięciu sadzy rozproszonej w wodno-etanolowym roztworze. Po czasie wirowania zatrzymuje się talerz wirówki, mierzy temperaturę płynu wirówkowego i wprowadza wartość średnią temperatury płynu wirówkowego zmierzoną na początku pracy i na końcu pracy do komputera, który rejestruje dane z wirówki talerzowej.

Pomiary pozornej lepkości i wskaźnika płynięcia stopu wykonywano na kompozycjach polimerowych przygotowanych przez wprowadzanie próbek sadzy do liniowego polietylenu o małej gęstości (LLDPE) przy zawartości 35% masowych sadzy w mieszaninie z polimerem, z wyjątkiem tych przypadków, w których poniżej podano inne zawartości sadzy. Zastosowano następujący sposób postępowania do przygotowywania mieszaniny sadzy i polimeru zawierającej 35% masowych sadzy w mieszaninie. Ten sposób postępowania stosowano także wtedy, gdy potrzebne były zawartości różne od 35% masowych sadzy, przy czym zmieniano jedynie względne ilości sadzy i polimeru na pożądane zawartości sadzy w mieszaninie.

Zarówno 420,7 g sadzy, jak i 781,4 g liniowego polietylenu małej gęstości (LLDPE) określonego jako DFDA7510 dla sadzy z przykładów od 1 do 14 i jako gRSN7510 dla sadzy z przykładów od 26 do 33, wprowadzano do laboratoryjnego mieszalnika typu Banbury firmy Farrel z komorą mieszania o objętości 1100 cm³. Polietyleny DFDA7510 i gRSN7510 są produktami firmy Union Carbide. Początkowa temperatura etapu mieszania wynosiła 48,9°C i mieszanie wykonywano w ciągu 3 minut: pierwsze 30 s przy 77 obrotach na minutę, następne 45 s przy 116 obrotach na minutę, a w ciągu pozostałego czasu przy 155 obrotach na minutę. Po mieszaniu formowano z produktu na dwuwalcowej mieszarce w temperaturze 82,2 °C płyty o grubości 0,0095 m. Następnie cięto płyty na paski i przepuszczano je przez granulator taśmowy, zamieniając je w sześciany o boku 0,0095 m. Produkt przebierano w celu wybrania do następnego badania sztuk o równomiernym kształcie.

Lepkość pozorną mierzono w temperaturze 190°C, stosując sposób postępowania według ASTM D3835-93A. W przypadku kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów od 1 do 14 stosowano w tych pomiarach kapilarny reometr Gottert Capillary Rheometer Model 1501 z kapilarą o długości 30 mm i o średnicy 1 mm. W przypadku kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów od 26 do 33 stosowano w tych pomiarach aparat do badania przetwarzalności Monsanto Processability Tester z kapilarą o długości 20 mm i o średnicy 1 mm.

W celu przygotowania próbek do pomiaru współczynnika absorpcji (COA) („COA” od „coefficient of absorption”) wprowadzano powyższą mieszaninę sadzy z LLDPE zawierającą 35% masowych sadzy do mieszalnika Banbury z taką dodatkową ilością LLDPE, aby otrzymać końcową mieszaninę zawierającą 2,5% masowych sadzy. Następnie stosowano mieszaninę z tego etapu do pomiarów COA. COA mierzono stosując sposób postępowania według ASTM D3349-86.

Wskaźnik płynięcia stopu mierzono zgodnie ze sposobem postępowania według ASTM Test Procedurę D1238-90, stosując temperaturę 190°C dla kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów od 1 do 14 i temperaturę 230°C dla kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów od 26 do 33 oraz obciążenie 21,5 kg w następujących warunkach:

Zakres płynięcia, g/10 min	Proponowany ciężar próbki w cylindrze, g	Okres pomiaru, min	Współczynnik dla uzyskania szybkości w g/l 0 min
> 1,0 do 3,5	3,0-5,0	3,00	3,33
>3,5 do 10	5,0-8,0	1,00	10,00

g = gramów, min = minut

188 285

Odważano właściwą masę kompozycji polimerowej zawierającej sadzę, wprowadzano ją do cylindra plastometru wytłaczającego typu Keyness Model 2051 lub równoważnego i ubijano. Do cylindra wprowadzano tłok obciążony 1100 g, ładunek podgrzewano w ciągu 6 minut w temperaturze badania. Po zakończeniu podgrzewania zdejmowano z tłoka ciężar zastosowany podczas podgrzewania i zastępowano go stosowanym podczas badania ciężarem 21,5 g, otrzymując wyniki podane w tabeli 4. W chwili schowania się w cylindrze nacięcia na tłoku, odcinano wytłoczkę u dołu otworu tłocznika ostrą łopatką lub nożem i rozpoczynano okres pomiaru. Po upływie okresu pomiaru odcinano wytłoczkę u dołu otworu tłocznika i ważono. Zapisywano tę masę i zamieniano na wynik pomiaru wskaźnika płynięcia stopu, mnożąc ją przez odpowiedni współczynnik z powyższej tabeli.

Absorpcję wilgoci przez mieszankę (CMA) mierzono na mieszaninie sadzy z polimerem przygotowanej w aparacie Brabender Plasticorder w temperaturze 100°C, stosując 35,75 g podanego powyżej polimeru LLDPE i 19,25 g sadzy. Po uzyskaniu pożądanej temperatury włączano wirniki na szybkość 60 obrotów na minutę i wprowadzano odważone ilości polimeru i sadzy przez lej zasypowy w ciągu 30 s. Na tłok leja nakładano ciężar 10000 kg, powodując stopienie się zawartości. Po stopieniu zdejmowano obciążenie i lej. Nastawiano szybkość rotora na 60 obrotów na minutę, opuszczano tłok Brabendera i mieszano w ciągu 5 minut. Po upływie tego czasu usuwano mieszankę i przepuszczano dwukrotnie przez mieszarkę dwuwalcową. Otrzymane płyty do badania CMA rozdrabniano na mniejsze kawałki za pomocą granulatora taśmowego.

Badanie CMA wykonywano na powyższej mieszaninie zawierającej sadzę i polimer, stosując następujący sposób postępowania. Badaną mieszankę, po rozdrobnieniu jej na granulatorze taśmowym, jak wspomniano w poprzednim paragrafie, przesiewano przez sita o wielkości oczek 4,699 mm i 1,651 mm i pozostawiano do badania frakcję -4, +10. Włączano urządzenie Wiley Mili z sitem 4 mm, model #3 lub równoważny i wprowadzano do niego około 25 g przesianej mieszanki. Odbierano granulowaną mieszankę i przechowywano w szczelnie zamkniętym, oznakowanym słoju. Czyste, suche naczyńko wagowe i jego pokrywkę ważono na wadze analitycznej Ainsworth Model 10 lub równoważnej i zapisywano masę z dokładnością do czwartego miejsca dziesiętnego. 2,0 ± 0,1 g granulowanej mieszanki umieszczano w tym naczyńku wagowym. Naczyńko wagowe z uchyloną pokrywką umieszczano w suszarce próżniowej, zamykano jej drzwiczki i włączano suszarkę i próżnię. Nastawiano temperaturę 60°C i zmniejszano ciśnienie do 33,9 kPa. Próbkę pozostawiano w suszarce co najmniej w ciągu 2 h i najwyżej w ciągu 16 h. Komorę wilgotnościową Blue M Model FR-251B-1 lub równoważną nastawiano na 26,7°C i na 83% wilgotności względnej. Po wysuszeniu próbki wyłączano próżnię, usuwano zmniejszone ciśnienie, szybko otwierano drzwiczki i umieszczano pokrywkę na naczyńku wagowym, nie dotykając bezpośrednio pokrywki rękami; w tym celu stosowano rękawiczki albo szczypczyki. Naczyńko wagowe umieszczano następnie w komorze wilgotnościowej. Jeśli stosowano jednocześnie więcej niż jedno naczyńko wagowe, to pozostawiano odległość co najmniej 50 mm między ściankami komory a każdym naczyńkiem wagowym, przy czym każde naczyńko wagowe znajdowało się w odległości co najmniej 12,7 mm od innego naczyńka wagowego. Odkrywano naczyńko i pozostawiano uchyloną pokrywkę na naczyńku. Zamykano szczelnie wewnętrzne drzwiczki komory. Następnie zamykano także zewnętrzne drzwiczki. Naczyńko pozostawiano w komorze wilgotnościowej w ciągu 7 dni w podanej powyżej temperaturze i wilgotności względnej.

Po upływie podanego czasu przebywania w komorze wilgotnościowej otwierano drzwiczki i zamykano naczyńko szczelnie pokrywką. Naczyńko umieszczano ponownie w zawierającym środek osuszający pojemniku z tworzywa sztucznego; podczas posługiwania się naczyńkiem stosowano jedynie rękawiczki lub szczypczyki. Każde przykryte naczyńko ważono na wadze analitycznej. cMa obliczano na podstawie przyrostu ciężaru próbki.

Właściwości i zalety sadzy oraz kompozycji polimerowych według wynalazku przedstawiono dodatkowo w następujących przykładach.

Przykłady 1-33

W ogólnie tu opisanym reaktorze i przedstawionym na fig. 1 lub 2 (jak podano niżej) wytworzono 33 sadze, stosując warunki i geometrię reaktora podane w tabeli 2. Sadze wytworzone w przykładach 3-10 są sadzami piecowymi, a sadze wytworzone w przykładach 1 i 2 są

188 285 sadzami porównawczymi. Sadze wytworzone w przykładach 12-14 są także sadzami piecowymi, a sadza wytworzona w przykładzie 11 jest sadzą porównawczą. Sadze wytworzone w przykładach 15-25 są sadzami porównawczymi. Sadze wytworzone w przykładach 26-29 są sadzami piecowymi, a sadze wytworzone w przykładach 30-33 są odpowiednimi sadzami porównawczymi.

Paliwem stosowanym w reakcji spalania był gaz ziemny. Typowe właściwości rodzaju ciekłego surowca stosowanego w przykładach 1-14 podano w tabeli 1. Właściwości ciekłego surowca stosowanego w przykładach 15-33 podano w tabeli 1A.

Tabela 1 Przykłady 1-14

Wodór (% wagowy)	7,2
Węgiel (% wagowy)	91,6
Stosunek H/C	0,94
Ciężar właściwy API 15,6/15,6°C	-2,7
BMCI (Lepkość - ciężar właściwy)	143
Stosunek powietrza do spalanego oleju (m³ powietrza/m³ oleju)	10900,4
Ciężar właściwy	1,10

Tabela 1A Przykłady 15-33

Właściwości oznaczone dla przykładów	15-25	26,30	27-29, 31-33
Wodór (% wagowy)	7,2	7,0	7,1
Węgiel (% wagowy)	91,5	91,1	91,4
Stosunek H/C	0,94	0,91	0,93
Ciężar właściwy API 15,6/15,6°C	NM	-3,1	-2,9
BMCI (Lepkość - ciężar właściwy)	NM	137	136
Stosunek powietrza do spalanego oleju (m3 powietrza/m3 oleju)	11126,9	10999,5	11070,3
Ciężar właściwy	1,105	1,102	1,10

NM oznacza, że tej właściwości nie oznaczano

Warunki pracy i geometria reaktora, stosowanego w każdym z przykładów podano niżej w tabeli 2. W przykładach 16-18 każdy otwór używany do wtryskiwania surowca był wyposażony we wkładki osłaniające. W przykładach 19 i 20 surowiec wtryskiwano do procesu w zasadzie osiowo w kierunku przepływu przez końcówkę rozpylającą olej pod ciśnieniem, o średnicy 0,00229 m wystającą z końca 34 sondy 15, cofniętej około 0,02 m od środka osi drugiego etapu procesu. Końcówka rozpylająca była końcówką rozpylającą typu Monarch nr F-94-120-45, wytwarzaną przez Monarch Manufacturing (Philadelphia, PA, Stany Zjednoczone Ameryki).

188 285

Tabela 2

Przykład	1	2	3	4	5
Figura	1	1	1	1	1
D-1, m	0/51	0,51	0,51	0,51	0,51
D-2, m	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31
D-3A, m	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46
D-3B, m	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46
D-4, m	1/14	1,14	1,14	1,14	1,14
D- 4A, m	NA	NA	NA	NA	NA
D-4B, m	NA	NA	NA	NA	NA
D-4C, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-1, m	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30
L-2, m	0,74	0,74	0,74	0/74	0,74
L-3, m	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30
L-4A, m	0,23	0,23	0,23	0,23	0,23
L-4B, m	0	0	0	0	0
L-5A, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-5B, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-5C, m	NA	NA	NA	NA	NA
F-1, m	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
F-2, m	NA	NA	NA	NA	NA
Q, m	4,57	4,57	4,57	4,57	4,57
Ω deg.	NA	NA	NA	NA	NA

m oznacza metr; nr oznacza numer; deg. oznacza stopnie; Tip(s) 32,34 oznacza punkty 32 lub 34 na fig. 1 i 2, cm oznacza centymetr, Comb oznacza spalanie, kPa oznacza kilopaskale; SCMS oznacza normalnych metrów sześciennych na sekundę (0°C, 101,3 kPa); K+ oznacza potas; g oznacza gramy; Temp. oznacza temperaturę; s oznacza sekundy; Q oznacza punkt przerwania reakcji; E(x) oznacza potęgę (10^x); NA oznacza nie stosuje się

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	1	2	3	4	5
1	2	3	4	5	6
Figura	1	1	1	1	1
Końcówki wtrysku oleju 33 (nr x wymiar, cm)	12x0,198	12x0,198	12x0,211	12x0,211	12x0,211
Szybkość oleju, m3/s	1,27E-03	l,27E-03	1,28E-03	l,38E-03	1,36E-03
Temperatura wstępnego podgrzania oleju, °C	205	205	205	205	205
Ciśnienie oleju, kPa	1741	1834	1535	1762	1721
Powietrze do spalania, m3/ s	4,019	4,019	4,019	4,019	4,019

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5	6
Powietrze do spalania, temperatura wstępnego podgrzania, °C	649	649	649	649	649
Gaz ziemny, m3/s	0,060	0,060	0,042	0,060	0,060
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,7	9,7	9,7	9,7	9,7
Powietrze/gaz m3/s/m3/s	67,5	67,5	96,4	67,5	67,5
Pierwotny poziom spalania, %	696	696	994	696	696
Całkowity poziom spalania, %	27,9	27,9	27,9	25,7	26,0
K⁺, g K⁺/m³ oleju	11,04	8,35	10,91	11,12	10,25
Czas przebywania, s	1,06	1,06	1,06	1,06	1,06
Temperatura w Q, °C	705	745	709	714	719
Ciśnienie w punkcie przerwania reakcji, kPa	735	708	708	694	708

m oznacza metr; nr oznacza numer; deg. oznacza stopnie; Tip(s) 32,34 oznacza punkty 32 lub 34 na fig. 1 i 2, cm oznacza centymetr, Comb oznacza spalanie, kPa oznacza kilopaskale; K+ oznacza potas; g oznacza gramy; Temp. oznacza temperaturę; s oznacza sekundy; Q oznacza punkt przerwania reakcji; E(x) oznacza potęgę (10*); NA oznacza nie stosuje się

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	6	7	8	9	10
1	2	3	4	5	6
Figura	1	1	1	1	1
D-1, m	0,51	0,51	0,51	0,51	0,51
D-2, m	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31
D-3A, m	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46
D-3B, m	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46
D-4, m	1,14	1,14	1,14	1,14	1,14
D-4A, m	NA	NA	NA	NA	NA
D-4B, m	NA	NA	NA	NA	NA
D-4C, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-1, m	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30
L-2, m	0,74	0,74	0,74	0,74	0,74
L-3, m	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30
L-4A, m	0,23	0,23	0,23	0,23	0,23
L-4B, m	0	0	0	0	0
L-5A, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-5B, m	NA	NA	NA	NA	NA

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5	6
L-5C, m	NA	NA	NA	NA	NA
F-1, m	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
F-2, m	NA	NA	NA	NA	NA
Q, m	24,38	24,38	13,72	13,72	4,57
Ω deg	NA	NA	NA	NA	NA

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	6	7	8	9	10
Figura	1	1	1	1	1
Końcówki wtrysku oleju 33 (nr x wymiar, cm)	12x0,211	12x0,218	12x0,211	12x0,218	12x0,218
Szybkość oleju, m3/s	l,36E-03	1,38E-03	l,36E-03	1,38E-03	1,38E-03
Temperatura wstępnego podgrzania oleju, °C	205	205	205	205	205
Ciśnienie oleju, kPa	1714	1445	1707	1452	1452
Powietrze do spalania, m3/ s	4,019	4,019	4,019	4,019	4,019
Powietrze do spalania, temperatura wstępnego podgrzania, °C	649	649	649	649	649
Gaz ziemny, m3/s	0,060	0,042	0,060	0,042	0,042
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,7	9,7	9,7	9,7	9,7
Powietrze/gaz m³/s/m3/s	67,5	96,4	67,5	96,4	96,4
Pierwotny poziom spalania, %	696	694	996	694	694
Całkowity poziom spalania, %	26,0	26,0	26,0	26,0	26,0
K+, g K⁺/m³ oleju	10,25	9,01	6,84	6,76	6,76
Czas przebywania, s	5,85	5,85	3,27	3,27	1,06
Temperatura w Q, °C	730	742	742	747	745
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,7	9,7	9,7	9,7	9,7
Ciśnienie w punkcie przerwania reakcji, kPa	722	749	694	673	708

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	11	12	13	14
1	2	3	4	5
Figura	1	1	1	1
D-1, m	0,51	0,51	0,51	0,51
D-2, m	0,31	0,31	0,31	0,31
D-3A, m	0,46	0,46	0,46	0,46
D-3B, m	0,46	0,46	0,46	0,46

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5
D-4, m	1,14	1,14	1,14	1,14
D-4A, m	NA	NA	NA	NA
D-4B, m	NA	NA	NA	NA
D-4C, m	NA	NA	NA	NA
L-1, m	0,30	0,30	0,30	0,30
L-2, m	0,74	0,74	0,74	0,74
L-3, m	0,30	0,30	0,30	0,30
L-4A, m	0,23	0,23	0,23	0,23
L-4B, m	0	0	0	0
L-5A, m	NA	NA	NA	NA
L-5B, m	NA	NA	NA	NA
L-5C, m	NA	NA	NA	NA
F-1, m	0,15	0,15	0,15	0,15
F-2, m	NA	NA	NA	NA
Q, m	24,38	24,38	13,72	13,72
Ω deg	NA	NA	NA	NA

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	11	12	13	14
1	2	3	4	5
Figura	1	1	1	1
Końcówki wtrysku oleju 33 (nr x wymiar, cm)	12x0,198	12x0,218	12x0,218	12x0,218
Szybkość oleju, m3/s	1,28E-03	l,32E-03	1,31E-03	1,32E-03
Temperatura wstępnego podgrzania oleju, °C	205	205	205	205
Ciśnienie oleju, kPa	1686	1293	1287	1293
Powietrze do spalania, m³/s	4,019	4,019	4,019	4,019
Powietrze do spalania, temperatura wstępnego podgrzania, °C	649	649	649	649
Gaz ziemny, m3/s	0,060	0,042	0,045	0,042
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,7	9,7	9,7	9,7
Powietrze/gaz m3/s/m3/s	67,5	96,4	88,5	96,4
Pierwotny poziom spalania, %	696	694	913	994
Całkowity poziom spalania, %	27,6	27,1	27,2	27,1

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5
K+, g K⁺/m3 oleju	10,67	6,58	6,87	6,58
Czas przebywania, s	3,27	6,58	5,85	4,37
Temperatura w Q, °C	816	816	805	813
Ciśnienie w punkcie przerwania reakcji, kPa	749	701	735	728

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	15	16	17	18	19
Figura	1	1	1	1	1
D-1, m	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13
D-2, m	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
D-3A, m	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69
D-3B, m	NA	0,69	0,69	0,69	0,69
D-4, m	0,91	NA	NA	NA	NA
D-4A, m	0,86	NA	NA	NA	NA
D-4B, m	0,91	NA	NA	NA	NA
D-4C, m	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61
L-1, m	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30
L-2, m	0,22	0,22	0,22	0,22	0,22
L-3, m	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
L-4A, m	0,09	0	0	0	0
L-4B, m	4,80	NA	NA	NA	NA
L-5A, m	0,15	NA	NA	NA	NA
L-5B, m	0,46	NA	NA	NA	NA
L-5C, m	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11
F-1, m	NA	NA	NA	NA	NA
F-2, m	7,71	8,02	8,02	8,02	8,02
Q, m	31,5	NA	NA	NA	NA
Ω deg	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13

188 285

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	15	16	17	18	19
Figura	1	1	1	1	1
Końcówki wtrysku oleju 33 (nr x wymiar, cm)	12x0,206	12x0,079	12x0,079	12 x 0,079	12x0,229 (Tip 34)
Szybkość oleju, m3/s	1,36E-04	l,29E-04	1,38E-04	l,48E-04	1,34E-04
Temperatura wstępnego podgrzania oleju, °C	127	129	125	126	130
Ciśnienie oleju, kPa	253	3402	3836	4394	1604
Powietrze do spalania, m3/s	0,447	0,447	0,447	0,447	0,447
Powietrze do spalania, temperatura wstępnego podgrzania, °C	482	482	482	482	482
Gaz ziemny, m³/s	0,014	0,011	0,011	0,012	0,011
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,68	9,68	9,68	9,68	9,68
Powietrze/gaz m3/s/m³/s	31,9	39,2	39,2	38,5	39,0
Pierwotny poziom spalania, %	330	405	405	397	402
Całkowity poziom spalania, %	27,2	28,7	27,2	25,4	27,9
K+, g K+/m3 oleju	0	0	0	0	0
Czas przebywania, s	10,39	6,31	6,31	6,31	6,31
Temperatura w Q, °C	732	732	732	732	732
Ciśnienie w punkcie przerwania reakcji, kPa	542	704	715	722	784

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	20	21	22	23	24
1	2	3	4	5	6
Figura	1	1	1	1	1
D-1, m	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18
D-2, m	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13
D-3A, m	0,25	0,25	0,25	0,25	0,27
D-3B, m	0,69	0,69	0,69	0,69	0,27
D-4, m	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69
D-4A, m	NA	NA	NA	NA	NA
D-4B, m	NA	NA	NA	NA	NA
D-4C, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-1, m	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61
L-2, m	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5	6
L-3, m	0,22	0,22	0,22	0,22	0,22
L-4A, m	0,25	0,25	0,25	0,25	1,60
L-4B, m	0	0	0	0	0
L-5A, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-5B, m	NA	NA	NA	NA	NA
L-5C, m	NA	NA	NA	NA	NA
F-1, m	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11
F-2, m	0,13	NA	NA	NA	NA
Q, m	8,02	8,02	8,02	8,02	1,77
Ω deg	NA	NA	NA	NA	NA

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	20	21	22	23	24
Figura	1	1	1	1	1
Końcówki wtrysku oleju 33 (nr x wymiar, cm)	12x0,229 (Tip 34)	12x0,206	12x0,206	12x0,206	12x0,140
Szybkość oleju, m³/s	l,40E-04	l,90E-04	1,77E-04	l,86E-04	2,08E-04
Temperatura wstępnego podgrzania oleju, °C	128	127	131	131	129
Ciśnienie oleju, kPa	1769	349	3298	342	1583
Powietrze do spalania, m³/s	0,447	0,633	0,633	0,633	0,744
Powietrze do spalania, temperatura wstępnego podgrzania, °C	482	482	482	482	482
Gaz ziemny, m3/s	0,012	0,016	0,016	0,01	0,022
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,68	9,68	9,68	9,68	9,68
Powietrze/gaz m3/s/m3/s	38,2	38,5	38,5	68,0	34,7
Pierwotny poziom spalania, %	395	397	397	702	359
Całkowity poziom spalania, %	26,7	27,8	29,8	29,3	29,4
K+ g K⁺/m3 oleju	0	0	0	0	2,96
Czas przebywania, s	6,31	4,45	4,45	4,45	0,14
Temperatura w Q, °C	732	732	732	732	732
Ciśnienie w punkcie przerwania reakcji, kPa	749	391	405	411	804

188 285

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	25	26	27	28	29
Figura	1	1	1	1	2
D-1, m	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18
D-2, m	0,13	0,16	0,16	0,16	0,16
D-3A, m	0,27	0,19	0,19	0,19	0,19
D-3B, m	0,27	0,19	0,19	0,19	0,69
D-4, m	0,34	0,69	0,69	0,69	NA
D-4A, m	NA	NA	NA	NA	0,91
D-4B, m	NA	NA	NA	NA	0,86
D-4C, m	NA	NA	NA	NA	0,91
L-1, m	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61
L-2, m	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30
L-3, m	0,22	0,22	0,22	0,22	0,22
L-4A, m	1,60	0,13	0,13	0,13	0,13
L-4B, m	0	0	0	0	3,54
L-5A, m	NA	NA	NA	NA	1,60
L-5B, m	NA	NA	NA	NA	0,15
L-5C, m	NA	NA	NA	NA	0,46
F-1, m	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11
F-2, m	NA	NA	NA	NA	NA
Q, m	3,05	3,29	3,29	3,29	9,30
Ω deg	NA	NA	NA	NA	31,5

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	25	26	27	28	29
1	2	3	4	5	6
Figura	1	1	1	1	2
Końcówki wtrysku oleju 33 (nr x wymiar, cm)	1 x 0,118	9x0,140	9x0,140	9x0140	9x0140
Szybkość oleju, m³/s	2,00E-04	l,98E-04	1,98E-04	l,98E-04	l,98E-04
Temperatura wstępnego podgrzania oleju, °C	114	136	144	161	163
Ciśnienie oleju, kPa	2334	384	384	377	384
Powietrze do spalania, m3/s	0,744	0,595	0,595	0,595	0,595

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5	6
Powietrze do spalania, temperatura wstępnego podgrzania, °C	482	482	482	482	482
Gaz ziemny, mTs	0,0041	0,009	0,009	0,009	0,009
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,68	9,64	9,31	9,61	9,64
Powietrze/gaz m3/s/m3/s	18,1	67,8	67,2	67,2	67,8
Pierwotny poziom spalania, %	187	703	722	700	703
Całkowity poziom spalania, %	28,4	26,4	26,2	26,2	26,2
K+, g K+/m³ oleju	0	1,35	186,24	187,13	187,13
Czas przebywania, s	0,29	1,86	1,86	1,86	8,01
Temperatura w Q, °C	732	732	732	732	732
Ciśnienie w punkcie przerwania reakcji, kPa	708	425	446	460	329

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	30	31	32	33
Figura	2	1	2	1
D-1, m	0,18	0,18	0,18	0,18
D-2, m	0,16	0,16	0,16	0,16
D-3A, m	0,19	0,19	0,19	0,19
D-3B, m	0,69	0,19	0,69	0,19
D-4, m	NA	0,69	NA	0,69
D-4A, m	0,91	NA	0,91	NA
D-4B, m	0,86	NA	0,86	NA
D-4C, m	0,91	NA	0,91	NA
L-1, m	0,61	0,61	0,61	0,61
L-2, m	0,30	0,30	0,30	0,30
L-3, m	0,22	0,22	0,22	0,22
L-4A, m	0,13	0,13	0,13	0,13
L-4B, m	3,54	0	3,54	0
L-5A, m	1,60	NA	1,60	NA
L-5B, m	0,15	NA	0,15	NA
L-5C, m	0,46	NA	0,46	NA
F-1, m	0,11	0,11	0,11	0,11
F-2, m	NA	NA	NA	NA
Q, m	9,30	3,29	9,30	3,29
Ω deg	31,5	NA	31,5	NA

188 285

Tabela 2 (ciąg dalszy)

Przykład	30	31	32	33
Figura	2	1	2	1
Końcówki wtrysku oleju 33 (nr x wymiar, cm)	9 x 0,097	9 x 0,097	9 x 0,097	9 x 0,097
Szybkość oleju, m³/s	1,69E-04	l,70E-04	1,70E-04	1,70E-04
Temperatura wstępnego podgrzania oleju, °C	155	161	159	176
Ciśnienie oleju, kPa	942	963	908	921
Powietrze do spalania, m³/s	0,595	0,595	0,595	0,595
Powietrze do spalania, temperatura wstępnego podgrzania, °C	482	482	482	482
Gaz ziemny, m3/s	0,042	0,042	0,042	0,039
Stosunek powietrza do spalanego oleju	9,35	9,35	9,32	10,30
Powietrze/gaz m3/s/m3/s	14,0	14,1	14,0	15,1
Pierwotny poziom spalania, %	150	151	150	146
Całkowity poziom spalania, %	26,3	26,2	26,1	26,0
K+ g K+/m3 oleju	188,75	188,53	188,16	188,16
Czas przebywania, s	8,01	1,86	8,01	1,86
Temperatura w Q, °C	732	732	732	732
Ciśnienie w punkcie przerwania reakcji, kPa	363	501	370	487

Właściwości analityczne sadz wytwarzanych w przykładach 1-33 analizowano jak poprzednio. Wyniki podano w tabeli 3.

Tabela 3

Przykład	1	2	3	4	5
Liczba jodowa J2, mg/g	120,9	117,0	104,2	89,5	91,5
CTAB, m²/g	108,9	105,8	98,2	87,0	88,5
Tol, Extrakt, %	100	100	100	100	100
Zabarwienie, %	109,4	106,4	104,4	99,8	99,5
DBP, cm3/100 g	103,9	107,1	101,2	101,4	102,3
CDBP cm3/100 g	91,8	90,7	89,0	88,9	87,9
Dmodn nm	112	117	118	128	123
D_st, nm	110	116	116	127	122
ADj0, nm	96	101	102	103	101
Rozmiar cząstek, nm	14,67	14,99	16,34	18,45	17,92

Tol Extrakt oznacza poziom ekstraktu toluenowego

188 285

Tabela 3 (ciąg dalszy)

Przykład	6	7	8	9	10
Liczba jodowa J2, mg/g	98,7	85,9	96,1	85,4	72,9
CTAB, m2/g	88,7	78,8	87,1	79,3	79,2
Tol, Extrakt, %	100	100	100	100	100
Zabarwienie, %	99,1	91,6	96,6	90,3	93,6
DBP, cm3/100 g	100,6	101,7	106,0	110,0	111,1
CDBP cm3/100 g	85,6	85,7	88,6	89,9	92,2
Dmode, nm	127	136	125	138	129
D_st, nm	125	137	125	143	130
AD50, nm	102	110	100	116	107
Rozmiar cząstek, nm	17,48	19,24	16,70	17,52	18,412

Tabela 3 (ciąg dalszy)

Przykład	11	12	13	14
Liczba jodowa J2, mg/g	125,7	85,8	90,5	89,2
CTAB, m2/g	98,6	77,0	76,3	75,7
Tol, Extrakt, %	100	100	100	100
Zabarwienie, %	105,0	88,7	91,1	90,4
DBP, cm3/100 g	106,0	101,0	101,1	103,7
CDBP cm3/100 g	89,8	84,9	85,7	85,5
Dmode, nm	NM	NM	NM	NM
Ds, nm	NM	NM	NM	NM
AD50, nm	NM	NM	NM	NM
Rozmiar cząstek, nm	15,07	19,64	18,99	16,74

NM oznacza „nie oznaczano”

Tabela 3 (ciąg dalszy)

Przykład	15	16	17	18
1	2	3	4	5
Liczba jodowa J2, mg/g	77,2	96,0	80,3	63,6
CTAB, m²/g	69,6	83,2	72,2	59,9
Tol, Extrakt, %	100	73	100	100
Zabarwienie, %	86,1	92,5	84,2	74,7
DBP, cm3/100 g	158,6	161,5	163,3	162,1

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5
CDBP cm3/100g	99,8	107,1	102,1	99,3
D_mode, nm	122	125	134	135
D_s„ nm	135	132	146	166
AD50, nm	101	95	106	130
Rozmiar cząstek, nm	29,70	16,74	23,32	33,55

Tabela 3 (ciąg dalszy)

Przykład	19	20	21	22
Liczba jodowa J₂, mg/g	71,3	62,5	71,2	96,2
CTAB, m²/g	63,5	54,8	63,5	83,6
Tol, Extrakt, %	100	100	95	72
Zabarwienie, %	74,1	69,6	80,0	92,2
DBP, cm3/100 g	153,3	149,9	150,5	154,2
CDBP cm3/100 g	97,5	96,1	98,8	102,8
D_mode, nm	146	152	119	107
D_st, nm	177	194	158	135
AD50, nm	151	173	138	116
Rozmiar cząstek, nm	22,66	29,91	32,60	20,23

Tabela 3 (ciąg dalszy)

Przykład	23	24	25
Liczba jodowa J2, mg/g	95,4	97,7	86,1
CTAB, m2/g	85,0	100,9	85,4
Tol, Extrakt, %	100	66	93
Zabarwienie, %	90,5	110,0	105,1
DBP, cm3/100 g	159,0	127,7	140,4
CDBP cm³/100g	109,7	103,2	102,0
Dmode, nm	126	98	109
D_st, nm	132	99	108
AD50, nm	97	69	71
Rozmiar cząstek, nm	21,55	19,00	25,11

188 285

Tabela 3 (ciąg dalszy)

Przykład	26	27	28	29
Liczba jodowa J2, mg/g	58,6	69,8	71,5	80,6
CTAB, m2/g	63,7	75,4	76,7	79,7
Tol, Extrakt, %	82	97	90	100
Zabarwienie, %	79,4	106,5	105,3	104,8
DBP, cm3/100 g	128,5	59,4	56,8	52,2
CDBP cm3/100 g	100,5	57,8	56,6	52,8
Dmode, nm	173	109	105	104
D_st, nm	174	112	112	110
AD50, nm	126	108	105	104
Rozmiar cząstek, nm	22,66	29,91	32,60	20,23

Tabela 3 (ciąg dalszy)

Przykład	30	31	32	33
Liczba jodowa J2, mg/g	100,0	88,4	103,2	88,9
CTAB, m2/g	90,3	83,3	91,0	87,7
Tol, Extrakt, %	100	98	100	100
Zabarwienie, %	112,8	113,0	116,1	111,7
DBP, cm3/100 g	77,0	75,3	67,7	68,8
CDBP cm3/100 g	72,6	71,2	66,7	68,0
Dmode^ nm	91	91	85	88
D_st, nm	92	94	87	91
AD50, nm	66	67	61	64
Rozmiar cząstek, nm	23,50	24,75	22,22	22,95

Przykłady 34-35

Przykłady te ilustrują skuteczność i zalety sadz oraz kompozycji polimerowych według wynalazku.

Sporządzono kompozycje polimerowe A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M i N, aby ocenić lepkość pozorną, wskaźnik płynięcia stopu i współczynnik absorpcji kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów 1-14. Kompozycje polimerowe O, P, Q, R, S, T, U i V sporządzono, aby ocenić lepkość pozorną i wskaźnik płynięcia stopu kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów 26-33.

Każdą z sadz wytworzonych w przykładach 1-14 i 26-33 wprowadzono do kompozycji polimerowej w ilości 35% sadzy w przeliczeniu na masę kompozycji polimerowej. Kompozycje polimerowe A-N wytwarzano stosując sadze wytworzone w przykładach 1-14. Kompozycje polimerowe C, D, E, F, G, E, I i J były kompozycjami polimerowymi według wynalazku, zawierającymi sadze piecowe, a kompozycje polimerowe A i B były odpowiednimi kompozycjami porównawczymi. Kompozycje polimerowe L, M i N były także kompozycjami polimerowymi według wynalazku, zawierającymi sadze piecowe, a kompozycja K była kompozycją porównawczą. Kompozycje polimerowe O-V wytwarzano stosując sadze wytworzone w przy188 285 kładach 26-33. Kompozycje polimerowe O, P, Q i R były kompozycjami polimerowymi według wynalazku, zawierającymi sadze piecowe, a kompozycje polimerowe S, T, V i U, odpowiednio, były kompozycjami porównawczymi. Kompozycje polimerowe A-V wytwarzano następująco.

Do mieszalnika laboratoryjnego Banbury typu Farrel z komorą mieszania o objętości 1100 cm3 załadowywano po 420,7 g sadzy i 781,4 g polietylenu o niskiej gęstości (LLDPE) identyfikowanego jako DFDA7510 w przypadku sadz z przykładów 1 do 14 (kompozycje polimerowe A-N) i GRSN7510 w przypadku sadz z przykładów 26-33 (kompozycje polimerowe O-V). Polietylen DFDA7510 i polietylen GRSN7510 są wytwarzane i sprzedawane przez Union Carbide. Początkowa temperatura w etapie mieszania wynosiła 49°C i mieszanie prowadzono w ciągu 3 minut: w ciągu pierwszych 30 sekund przy szybkości 77 obrotów/minutę, następne 45 sekund przy szybkości 116 obrotów/minutę, a resztę czasu przy szybkości 155 obrotów/minutę. Po mieszaniu, produkt płytowano na walcarce dwuwalcowej w temperaturze 82°C na płyty o grubości 0,0095 m. Następnie płyty cięto na pasy i przepuszczano przez krajarkę, przekształcając je w sześciany o boku 0,0095 m. Produkt przesiewano aby zapewnić, że do dalszych prób będą używane tylko kawałki o jednorodnych rozmiarach.

Właściwości kompozycji polimerowych oceniano w sposób opisany wyżej, a wyniki podano w tabeli 4. Jak opisano wyżej, ocenę pewnych właściwości kompozycji polimerowych prowadzono przy obciążeniu sadzą poniżej 35%, co osiągano, stosując dodatkową ilość LLDPE.

Tabela 4

Przykład nr	34	35	36	37	38
Kompozycja polimerowa	A	B	C	D	E
Sadza	1	2	3	4	5
Lepkość pozorna, Pa · s, przy szybkości ścinania:
100 s’1	2331	2342	2246	2211	2257
300 s¹	1122	1130	1083	1098	1068
600 s’1	688	696	668	679	679
1000 s’1	471	478	457	466	466
Wskaźnik płynięcia stopu, g/10 minut	3,12	3,17	3,40	4,18	4,29
COA, k Abs Unit/m	451,4	467,7	442,4	420,7	408,4

Sadza oznacza sadzę z przykładu nr;

Pa · s oznacza pasakalosekundy;

s'1 oznacza „nanosekundę”;

g oznacza „gram”;

k Abs Unit/m oznacza jednostki absorbancji na metr, w tysiącach.

Tabela 4 (ciąg dalszy)

Przykład nr	39	40	41	42	43
1	2	3	4	5	6
Kompozycja polimerowa	F	G	H	I	J
Sadza	6	7	8	9	10
Lepkość pozorna, Pa · s, przy szybkości ścinania:
100 s’1
300 s’1	2194	2160	2246	2240	2539

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5	6
600 s-	1070	1064	1098	1104	1136
1000 s¹	457	455	467	473	471
Wskaźnik płynięcia stopu, g/10 minut	6,58	7,83	5,49	7,56	3,83
COA, k Abs Unit/m	451,4	467,7	442,4	420,7	408,4

Tabela 4 (ciąg dalszy)

Przykład nr	44	45	46	47
Kompozycja polimerowa	K	L	M	N
Sadza	11	12	13	14
Lepkość pozorna, Pa · s, przy szybkości ścinania:
100 s 1	2160	1996	2006	2023
300 s-1	1058	988	1001	1009
600 s¹	656	622	628	633
1000 s-1	451	429	433	436
Wskaźnik płynięcia stopu, g/10 minut	NM	NM	NM	NM
COA, k Abs Unit/m	427	377	386	370

NM oznacza „nie oznaczano”

Tabela 4 (ciąg dalszy)

Przykład nr	48	49	50	51
Kompozycja polimerowa	O	P	Q	R
Sadza	26	27	28	29
Lepkość pozorna, Pa · s, przy szybkości ścinania:
100 s-1	2795	2087	2201	2087
300 s¹	1357	1001	1047	998
600 s-¹	834	618	647	615
1000 s-1	546	427	429	409
Wskaźnik płynięcia stopu, g/10 minut	10,80	15,90	12,56	24,54
COA, k Abs Unit/m	NM	NM	NM	NM

NM oznacza „nie oznaczano”

Tabela 4 (ciąg dalszy)

Przykład nr	52	53	54	55
1	2	3	4	5
Kompozycja polimerowa	S	T	U	V
Sadza	30	31	32	33

188 285 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5
Lepkość pozorna, Pa · s, przy szybkości ścinania:
100 s’¹	2236	2253	2236	2279
300 s'	1073	1078	1073	1090
600 s’1	660	663	666	677
1000 s’1	455	459	451	459
Wskaźnik płynięcia stopu, g/10 minut	11,00	8,10	11,30	6,97
COA, k Abs Unit/m	NM	NM	NM	NM

NM oznacza „nie oznaczano”

Sposób wytwarzania kompozycji polimerowych zawierających sadzę wymaga jednej lub większej liczby operacji operowania mieszaniną sadzy i stopionego polimeru. Lepkość tej mieszaniny sadzy i stopionego polimeru jest ważną właściwością w określaniu łatwości przetwarzania kompozycji. Niższa lepkość poprawia zdolność przetwarzania tej mieszaniny sadzy i stopionego polimeru i dlatego jest szczególnie ważną i użyteczną właściwością takich kompozycji. Dane przedstawione w tabeli wyraźnie pokazują, że kompozycje polimerowe C, D, E, F, G i H według wynalazku, zawierające sadze, wykazują mniejszą lepkość pozorną przy podanych szybkościach ścinania, w porównaniu z odpowiednimi porównawczymi kompozycjami polimerowymi A i B. Dane przedstawione w tabeli 4 wskazują także, że kompozycje polimerowe L, M i N według wynalazku, zawierające sadze, wykazują mniejszą lepkość pozorną przy podanych szybkościach ścinania, w porównaniu z odpowiednią porównawczą kompozycją polimerową K. Kompozycje polimerowe I i J według wynalazku wykazują lepkość przy podanych szybkościach ścinania porównywalną z odpowiednimi porównawczymi kompozycjami polimerowymi A i B. Sądzi się, że lepkości wykazywane przez kompozycje polimerowe I i J są związane z faktem, że sadze 9 i 10 stosowane w kompozycjach polimerowych, odpowiednio, I i J, mają wyższy poziom struktury (na co wskazują wartości DBP) niż porównawcze sadze 1 i 2 stosowane, odpowiednio, w kompozycjach polimerowych A i B.

Wyższy wskaźnik płynięcia stopu jest inną wskazówką dotyczącą ulepszonych właściwości przerobowych kompozycji zawierających mieszaninę sadzy i stopionego polimeru i dlatego jest także szczególnie pożądaną właściwością, gdy chodzi o ulepszoną zdolność przerobową. Dane przedstawione w tabeli 4 wyraźnie wskazują, że kompozycje polimerowe C, D, E, F, G i H według wynalazku zawierające sadze, wykazują wyższe wskaźniki płynięcia stopu w porównaniu z odpowiednimi porównawczymi kompozycjami polimerowymi A i B. Dane przedstawione w tabeli 4 wyraźnie wskazują także, że kompozycje polimerowe L, M i N według wynalazku zawierające sadze, wykazują wyższe wskaźniki płynięcia stopu w porównaniu z odpowiednią porównawczą kompozycją polimerową K.

Tabela 4 podaje także dane odnośnie lepkości pozornej i wskaźnika płynięcia stopu dla kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów 26 do 33.

Jak przedstawiono w tabeli 4, kompozycje polimerowe P, Q i R, zawierające sadze z przykładów 21, 28 i 29, mają niższą lepkość i wyższe wskaźniki płynięcia stopu w porównaniu z odpowiednimi kompozycjami porównawczymi T, V i U, zawierającymi sadze z przykładów 31, 33 i 32. Dane w tabeli 4 wskazują, że kompozycja polimerowa zawierająca sadzę z przykładu 26 wykazuje wyższą lepkość i w przybliżeniu równoważny wskaźnik płynięcia stopu w porównaniu z kompozycją polimerową zawierającą sądzę z przykładu 30. Sądzi się, że wynika to ze znacznie wyższej struktury sadzy z przykładu 26, w procesie wytwarzania której stosuje się znacznie różniącą się szybkość dodawania reagenta wpływającego na strukturę, w porównaniu z sadzą z przykładu 30.

Współczynnik absorpcji kompozycji polimerowej zawierającej sadzę jest uznawany za wskazówkę stopnia, w jakim taka kompozycja będzie tolerować eksponowanie na promieniowanie UV z minimalną degradacją właściwości fizycznych. Dane przedstawione w tabeli 4

188 285 wskazują, że kompozycje polimerowe C, D, E, F, G, H i J według wynalazku, zawierające sadze, mają współczynniki absorpcji porównywalne ze współczynnikami absorpcji porównawczych kompozycji polimerowych A i B. Dane przedstawione w tabeli 4 wskazują także, że kompozycje polimerowe L, M i N według wynalazku, zawierające sadze, mają współczynniki absorpcji porównywalne ze współczynnikiem absorpcji porównawczej kompozycji polimerowej K.

Przykłady 56-77

Skuteczność i zalety sadz i kompozycji polimerowych według wynalazku zilustrowano także w tych przykładach.

Sporządzono kompozycje polimerowe AA, BB, CC, DD, EE, FF, GG, HFI, II, JJ, KK, LL, mM, NN, 00, PP, Qq, RR. SS, TT, UU i vV aby ocenić absorpcję wilgoci (CMA) przez kompozycje polimerowe zawierające sadze piecowe w porównaniu z kompozycjami polimerowymi zawierającymi sadze porównawcze. Każdą z sadz wytworzonych w przykładach 1-14 i 26-33 wprowadzono do kompozycji polimerowej. Kompozycje polimerowe CC, DD, EE, FF, GQ HH, II i JJ były kompozycjami polimerowymi według wynalazku zawierającymi sadze piecowe z przykładów 3-10, a kompozycje polimerowe AA i BB były odpowiednimi kompozycjami porównawczymi zawierającymi sadze z przykładów 1 i 2. Kompozycje polimerowe LL, MM i NN były także kompozycjami polimerowymi według wynalazku, zawierającymi sadze piecowe z przykładów 12, 13 i 14, a kompozycja polimerowa KK była odpowiednią kompozycją porównawczą zawierającą sądzę z przykładu 10. Kompozycje polimerowe 00, PP, qQ i RR były kompozycjami polimerowymi według wynalazku zawierającymi sadze piecowe z przykładów 26-29, a kompozycje polimerowe SS, TT, VV i UU, odpowiednio, były kompozycjami porównawczymi zawierającymi sadze z przykładów 30-33.

Kompozycje polimerowe AA-W sporządzano następująco.

Kompozycje polimerowe sporządzano w plastyfikatorze Brabender w temperaturze 100°C, stosując 35,75 g LLDPE, identyfikowanego jako DFDA7510 w przypadku sadz z przykładów 1 do 14 i GRSN7510 w przypadku sadz z przykładów 26-33 i 19,25 g sadzy. Polietylen DFDA7510 i polietylen GRSN7510 są wytwarzane i sprzedawane przez Union Carbide. Po osiągnięciu pożądanej temperatury nastawia się szybkość rotorów na 60 obrotów/minutę i w ciągu 30 sekund załadowuje się przez zsyp załadowczy odważone ilości polimeru i sadzy. Tłok zsypu obciąża się ciężarem 10000 kg, przesuwając składniki do stopienia. Obciążenie i tłok usunięto po stopieniu składników. Nastawiono szybkość rotora na 60 obrotów/minutę, obniżono tłok i mieszankę mieszano w ciągu 5 minut. Po upływie tego czasu mieszankę usunięto i przepuszczono dwukrotnie przez walcarkę dwuwalcową. Otrzymane płyty cięto na mniejsze kawałki do badania CMA.

Kompozycje polimerowe oceniano pod kątem CMA, stosując opisane tu sposoby postępowania. Wyniki podano w tabeli 5.

Tabela 5

Przykład nr	56	57	58	59	60
Kompozycja polimerowa	AA	BB	CC	DD	EE
Sadza	1	2	3	4	5
CMA, %	0,477	0,475	0,416	0,437	0,415

Sadza oznacza sadzę z przykładu nr

Tabela 5 (ciąg dalszy)

Przykład nr	61	62	63	64	65
Kompozycja polimerowa	FF	GG	HH	II	JJ
Sadza	6	7	8	9	10
CMA, %	0,374	0,292	0,374	0,276	0,382

188 285

Tabela 5 (ciąg dalszy)

Przykład nr	66	67	68	69
Kompozycja polimerowa	KK	LL	MM	NN
Sadza	11	12	12	14
CMA, %	0,465	0,243	0,288	0,265

Tabela 5 (ciąg dalszy)

Przykład nr	70	71	72	73
Kompozycja polimerowa	OO	PP	QQ	RR
Sadza	26	27	28	29
CMA, %	0,258	0,080	0,085	0,308

Tabela 5 (ciąg dalszy)

Przykład nr	74	75	76	77
Kompozycja polimerowa	SS	TT	UU	W
Sadza	30	31	32	33
CMA, %	0,513	0,385	0,485	0,086

Jak wskazano poprzednio, absorpcja wilgoci przez mieszankę kompozycji polimerowej zawierającej sadzę (CMa) stanowi szczególnie ważną właściwość takich kompozycji. Dane przedstawione w tabeli 5 wskazują wyraźnie, że kompozycje polimerowe CC, DD, EE, FF, GG, HH, II, JJ, LL, MM i NN według wynalazku zawierające sadze, wykazują niższą wartość CMA w porównaniu z odpowiadającymi im porównawczymi kompozycjami polimerowymi AA, BB i KK.

W tabeli 5 podano także wartości CMA dla kompozycji polimerowych zawierających sadze z przykładów 26 do 33. Dla tej grupy przykładów, gdy porówna się kompozycje polimerowe 00, PP, QQ i RR zawierające sadze piecowe, z odpowiednimi kompozycjami porównawczymi (kompozycje polimerowe SS, TT, W i UU) widać, że kompozycje polimerowe według wynalazku wykazują wartości CMA, które są albo niższe, albo porównywalne z wartościami CMA odpowiednich kompozycji porównawczych.

Przykłady 78 i 79.

Skuteczność i zalety sadz oraz kompozycji polimerowych według wynalazku zilustrowano dalej za pomocą kompozycji polimerowych opisanych w przykładach 78 i 79.

Sporządzono kompozycje polimerowe W i X według wynalazku, wprowadzając sadzę wytworzoną w przykładzie 7, przy masowym obciążeniu kompozycji polimerowej sadzą większym niż 35%. Stosowanym polimerem był LLDPE, identyfikowany jako DFDA7510 i wytwarzany i sprzedawany przez firmę Union Carbide. W tabeli 6 podano rzeczywiste stosowane obciążenia wagowe i właściwości kompozycji polimerowych, oznaczanych w sposób opisany poprzednio.

188 285

Tabela 6

Przykład nr	78	79
Kompozycja polimerowa	W	X
Sadza	7	7
Obciążenie wagowe sadzą, w %, kompozycji polimerowej	38	40
Lepkość pozorna, Pa · s, przy szybkości ścinania:
100 s¹	2445	2707
300 s-1	1193	1303
600 s’1	729	784
1000 s_	486	517
Wskaźnik płynięcia stopu, g/10 minut	5,30	2,98

Dla dowolnych dwóch kompozycji polimerowych, różniących się wagowym obciążeniem sadzą, innym mechanizmem porównywania właściwości przetwórczych kompozycji polimerowych jest porównanie wskaźników płynięcia stopu każdej z kompozycji polimerowej lub, alternatywnie, lepkości każdej kompozycji polimerowej, poddanych jednakowym obciążeniom ścinającym. Kompozycja polimerowa wykazująca niższą lepkość lub wyższy wskaźnik płynięcia stopu, będzie zwykle łatwiejsza do przetwarzania.

Rozciągając ten argument na dowolne dwie serie kompozycji polimerowych, każdą sporządzoną z innych sadz i tak, że kompozycje w poszczególnych seriach zawierają sadze przy różnym obciążeniu wagowym, ale są pod innymi względami porównywalne, to serie pozwalające na wyższe wagowo obciążenie sadzą dla danego wskaźnika płynięcia stopu lub lepkości przy stałej szybkości ścinania będą uważane za wykazujące ulepszone właściwości przerobowe.

Wyniki przedstawione na fig. 4 i fig. 5 wskazują, że sadze piecowe wykazują ulepszone właściwości przerobowe po wprowadzeniu do kompozycji polimerowych z następujących powodów.

Figura 4 przedstawia wskaźniki płynięcia stopu kompozycji polimerowych G, W i X według wynalazku zawierających sadze wytworzone w przykładzie 7 przy zwiększonym obciążeniu sadzą.

Figura 4 przedstawia także wskaźniki płynięcia stopu porównawczych kompozycji polimerowych A i B. Jak podano wyżej, wskaźnik płynięcia stopu o większej wartości przedstawia fig. 4, przedstawia też wskaźniki płynięcia stopu kompozycji polimerowej dającej się łatwiej przetwarzać.

Tak więc, fig. 4 wyraźnie wskazuje, że kompozycje polimerowe G, W i X według wynalazku zawierają sadze w obciążeniu wagowym stanowiącym nadmiar w stosunku do obciążenia osiąganego przy wprowadzeniu sadz do każdej z odpowiednich kompozycji polimerowych A i B, chociaż ciągle wykazują one zasadniczo taki sam lub wyższy wskaźnik płynięcia stopu.

W podobny sposób, fig. 5 przedstawia lepkości pozorne przy szybkości ścinania 100 s⁴kompozycji polimerowych G, W i X według wynalazku zawierających sadze piecowe, wytwarzane w przykładzie 7 przy wzrastających obciążeniach wagowych sadzą.

Figura 5 przedstawia także lepkości pozorne przy szybkości ścinania 100 s⁴ porównawczych kompozycji polimerowych A i B.

Tak więc, fig. 5 wyraźnie wskazuje, że kompozycje polimerowe G, W i X według wynalazku zawierają sadze w obciążeniu wagowym stanowiącym nadmiar w stosunku do obciążenia osiąganego przy wprowadzeniu sadz do każdej z odpowiednich kompozycji polimerowych A i B, chociaż ciągle wykazują one równoważną lub niższą lepkość pozorną.

Dla fachowca będzie jasne, że sadze piecowe można stosować przy wyższych obciążeniach niż obciążenia zwykle stosowane. Stosowanie sadzy w takich wyższych obciążeniach nie spowoduje jednak zasadniczo pogorszenia zdolności absorpcji wilgoci przez mieszankę

188 285 ze względu na stopień, w jakim zdolność absorpcji wilgoci przez mieszankę jest poprawiana przez sadze piecowe.

Należy wyraźnie rozumieć, że opisane tu postacie wynalazku są tylko jego ilustracją i nie są zamierzone jako ograniczenie zakresu wynalazku.

188 285 os .H

0)

St o

Cn (0 <*>

o - / !	\ 0 \
- / 1 - /^B-·!	\ o \
- D-J Ί	\z^E
la. — o __l_L	ΊΛ \
^: ć A Z, , , , Ai	o \ o ''o β 1,.1, 1_1_1 1 I-1 t l ~~~

średnica Stokesa, nm z X oś wskaźnik płynięcia stopu, g/10 mi

FIG. 3

Zawartość sadzy w kompozycji polimerowej % wagowych sadzy

FIG. 4

188 285

Pozorna lepkość przy szybkości ścinania 100 s Pa.

% wagowych sadzy

FIG. 5

188 285

I

L-4A L-4B

CM ι

Μ,-

l _ «Ο

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 6,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozycja polimerowa, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 65 do 95 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera sadzę o liczbie jodowej od 73 do 94 mg/g.
3. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że zawiera sadzę o liczbie jodowej od 85 do 93 mg/g.
4. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że zawiera sadzę o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.
5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 100 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
6. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 80 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
7. Kompozycja według zastrz. 1 albo 5, albo 6, znamienna tym, że jako polimer zawiera polietylen.
8. Kompozycja polimerowa, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 100 do 112 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm.
9. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że zawiera sadzę o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.
10. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 100 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
11. Kompozycja według zastrz. 10, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 80 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
12. Kompozycja według zastrz. 8 albo 10, albo 11, znamienna tym, że jako polimer zawiera polietylen.
13. Kompozycja polimerowa, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 65 do 112 mg/g; o pierwotneji wielkości cząstek poniżej lub równej 20 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 102 cm³/100 g.
14. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że zawiera sadzę o wartości CDBP 70-100 cm³/100 g.
15. Kompozycja według zastrz. 14, znamienna tym, że zawiera sadzę o wartości CDBP 80-95 cm³/100 g.
16. Kompozycja według zastrz. 13 albo 14, albo 15, znamienna tym, że zawiera sadzę o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 19 nm.
17. Kompozycja według zastrz. 13 albo 14, albo 15, znamienna tym, że zawiera sądzę o liczbie jodowej od 73 do 104 mg/g.
18. Kompozycja według zastrz. 11, znamienna tym, że zawiera sadzę o liczbie jodowej od 75 do 99 mg/g.
19. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 100 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
20. Kompozycja według zastrz. 19, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 80 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
21. Kompozycja według zastrz. 19 albo 20, znamienna tym, że jako polimer zawiera polietylen.

188 285
22. Kompozycja polimerowa, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 50 do 70 mg/g i o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm.
23. Kompozycja według zastrz. 22, znamienna tym, że zawiera sadzę o pierwotnej wielkości cząstek od więcej niż 20 nm do 25 nm.
24. Kompozycja według zastrz. 22 albo 23, znamienna tym, że zawiera sadzę o liczbie jodowej od 55 do 65 mg/g.
25. Kompozycja według zastrz. 22, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 100 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
26. Kompozycja według zastrz. 25, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 80 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
27. Kompozycja według zastrz. 25 albo 26, znamienna tym, że jako polimer zawiera polietylen.
28. Kompozycja polimerowa, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 300 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru, przy czym sadza jest o liczbie jodowej od 50 do 85 mg/g; o pierwotnej wielkości cząstek poniżej lub równej 25 nm; i o wartości CDBP poniżej lub równej 96 cm 7100 g.
29. Kompozycja według zastrz. 28, znamienna tym, że zawiera sadzę o liczbie jodowej od 55 do 80 mg/g.
30. Kompozycja według zastrz. 29, znamienna tym, że zawiera sadzę o liczbie jodowej od 60 do 78 mg/g.
31. Kompozycja według zastrz. 28 albo 29, albo 30, znamienna tym, że zawiera sadzę o pierwotnej wielkości cząstek od więcej niż 20 nm do 25 nm.
32. Kompozycja według zastrz. 28 albo 29, albo 30, znamienna tym, że zawiera sadzę o wartości CdBp 50-96 cm³/100 g.
33. Kompozycja według zastrz. 28, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 100 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
34. Kompozycja według zastrz. 33, znamienna tym, że zawiera od 0,5 do 80 części wagowych sadzy na 100 części wagowych polimeru.
35. Kompozycja według zastrz. 28 albo 33, albo 34, znamienna tym, że jako polimer zawiera polietylen.