PL189105B1

PL189105B1 - Sposób wytwarzania mieszanki kompozytów elastomerowych

Info

Publication number: PL189105B1
Application number: PL98339614A
Authority: PL
Inventors: Melinda Ann Mabry; Ting Wang; Ivan Zlatko Podobnik; James A. Shell; Allan Clark Morgan; Bin Chung; Noboru Tokita
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2005-06-30
Also published as: EP1019228A1; PL339614A1; JP5641826B2; ES2235371T3; JP2001518401A; OA11344A; CZ297185B6; MY133282A; KR100617997B1; BR9815397B1; EP1537908B1; ES2383959T3; DK1537908T3; AU1063099A; CN1935888A; EP1537908A1; CA2305702A1; KR20010030826A; ATE283753T1; CN1285454C

Abstract

1. Sposób wytwarzania m ieszanki kom pozy tów elastom erowych zawierajacej elastomer, ziarnisty napelniacz i ewentualnie inne skladniki, polegajacy na tym, ze wprowadza sie w ciaglym przeplywie pierw- szy plyn zawierajacy lateks elastomeru do strefy mieszania reaktora koagulatu, wprowadza sie w ciaglym przeplywie drugi plyn zawierajacy ziarnisty napelniacz pod cisnieniem do strefy m ieszania reaktora koagulatu w celu w ytw o- rzenia m ieszaniny ziarnistego napelniacza z latek- sem elastomeru, przy czym ziarnisty napelniacz pow oduje koagulacje lateksu, a m ieszanie pierw- szego plynu z drugim plynem w strefie mieszania dostarcza energii wystarczajacej do zasadniczo calkowi- tego skoagulowania lateksu elastomeru z ziarnistym napelniaczem w reaktorze koagulatu; i odbiera sie zasadniczo w ciaglym przeplywie kompozyt elastomerowy z reaktora koagulatu; znam ienny tym, ze kompozyt elastomerowy miesza sie na sucho z dodatkowym elastom erem z wytworzeniem mieszaniny kom pozytu elastom e- rowego. FIG . I PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanki kompozytów elastomerowych. Bardziej szczegółowo, wynalazek odnosi się do sposobu wytwarzania mieszanki kompozytów elastomerowych, posiadających cząstki napełniacza drobno rozproszonego w elastomerze.

189 105

Liczne produkty o znaczeniu handlowym tworzy się z kompozycji elastomerycznych w których napełniacz w postaci cząstek jest rozproszony w każdym z różnych elastomerów syntetycznych, gumy naturalnej lub mieszanin elastomerowych. Przykładowo sadze stosuje się szeroko jako czynnik wzmacniający w naturalnej gumie i innych elastomerach. Powszechne jest stosowanie masy głównej, która jest przedmieszką napełniacza, elastomera i różnych ewentualnych dodatków, takich jak olej napełniający, a następnie w pewnych przypadkach, mieszanie takiej przedmieszki z dodatkowym elastomerem, w kolejnym etapie mieszania. Przedmieszkę z sadzą wytwarza się o różnych klasach dostępnej w handlu sadzy, która zmienia się zarówno pod względem pola powierzchni na ciężar jednostkowy oraz „struktury”. Liczne produkty o znaczeniu handlowym tworzy się z takich kompozycji elastomerycznych z napełniaczem w postaci cząstek sadzy rozproszonej w naturalnej gumie. Takie produkty obejmują np. opony samochodowe, w których można stosować różne kompozycje elastomerowe do części bieżnika, boków, osłon drutówki i osnowy opony. Inne produkty obejmują np. poduszki zawieszenia silnika, pasy klinowe, wycieraczki przedniej szyby i inne. Mimo, że można osiągnąć szeroki zakres charakterystyki wydajności, wykorzystując aktualnie dostępne materiały i techniki produkcji, istniała w przemyśle długo pozostająca potrzeba opracowania kompozycji elastomerowych, posiadających ulepszone właściwości, oraz do zmniejszenia kosztów oraz zawiłości aktualnych technik produkcji. W szczególności, wiadomo np., że poziom makrodyspersji, czyli jednorodności dyspersji sadzy lub innego napełniacza w elastomerze, może znacznie wpływać na charakterystykę wydajności. Dla kompozycji elastomerowych wytworzonych przez intensywne mieszanie sadzy lub innego napełniacza z gumą naturalną lub innym elastomerem (tak jak w mieszalniku Banbury lub podobnym) każde zwiększenie makrodyspersji wymaga dłuższego lub bardziej intensywnego mieszania, a w konsekwencji powoduje wady w postaci zwiększonych kosztów energii, czasu produkcji i podobnych spraw. Dla napełniaczy z sadzy o pewnym polu powierzchni i cechach struktury, dyspersja poza pewien stopień nie była możliwa lub praktykowana w handlu przy użyciu znanych urządzeń i technik mieszania. Poza tym, takie przedłużone lub bardziej intensywne mieszanie niszczy naturalną gumę przez przerwanie łańcuchów polimerycznych naturalnego elastomeru gumy, a więc redukuje jej ciężar cząsteczkowy, czyniąc końcowy związek elastomeryczny niepożądanym dla pewnych zastosowań. Przy stosowaniu w bieżnikach opon np. zmniejszony ciężar cząsteczkowy powoduje jak wiadomo, niepożądane zmniejszenie tak zwanego oporu toczenia bieżnik.

Dobrze znane jest wykorzystywanie sadzy, mających wyższą lub niższą strukturę oraz obszar powierzchni, do manipulowania cechami wydajności kompozycji elastomerowej. Wiadomo, że sadze o wyższym polu powierzchni polepszają odporność na wzrost pęknięć oraz odporność na rozwarstwianie jak również, generalnie, odporność na ścieranie, i inne jakości wydajności. Dostępne komercyjne techniki mieszania nie mogły osiągnąć doskonałej jednorodności dyspersji sadzy w elastomerze, jednak bez niedopuszczalnego rozkładu naturalnej gumy. W rzeczywistości, dla zwykłego poziomu zawartości sadzy w gumie naturalnej, tak jak 45 do 75 części na sto części wagowych oraz zawartości oleju od 0 do 10 części na sto części wagowych, sadzy o niskiej strukturze, takie jak sadze o DBPA poniżej 110 cc/100 g, szczególnie te, które mają pole powierzchni powyżej około 45 m²/g do 65 m²/g (CTAB), nie było możliwe osiągnięcie związków, posiadających mniej niż około 1% niezdyspergowanej sadzy (mierzonej w postaci makrodyspersji, jak opisano poniżej), bez względu na trwanie i intensywność mieszania.

Ponadto, podczas gdy analiza teoretyczna wskazała pożądane ulepszenia pod względem pewnych cech wydajności kompozycji elastomerowych, wykorzystujących sadze o wyższym obszarze powierzchni i niższej strukturze, nie było możliwe stosowanie znanego fizycznego mielenia lub innych procesów mastykacji, aby otrzymać takie kompozycje elastomeryczne, w których osiąga się zarówno dobrze zachowany ciężar cząsteczkowy naturalnej gumy, jak i zadowalający poziom makrodyspersji sadzy. Generalnie odkryto, że np. właściwości sadzy wzmacniające elastomer zwiększają się wraz ze zmniejszeniem wielkości cząstek sadzy. Jednakże, przy niezwykle drobnych sadzach, wiadomo, że napotyka się stan nienormalny, w którym nie osiąga się oczekiwanej poprawy właściwości. Jest zrozumiałe, że powoduje to co najmniej częściowo niezdolność konwencjonalnych metod opracowywania elastomerów do odpowiedniego rozproszenia sadzy w naturalnej gumie bez niepotrzebnego przerywania polimeru elastomerowego. Zatem w konse4

189 105 kwencji, istniała niezdolność do osiągnięcia pełnej korzyści z naturalnego powinowactwa sadzy i gumy naturalnej między sobą, w przypadku takich sadzy.

Ponieważ dobrą dyspersję sadzy w naturalnych związkach gumy rozpoznawano czasem jako jeden z najważniejszych celów przy uzyskaniu dobrej jakości i zgodnej wydajności produktu, podjęto poważny wysiłek zaplanowania procedur oszacowania jakości dyspersji w gumie. Planowane metody obejmują np. Cabot Dispersion Chart i różne procedury analizy obrazowej. Jakość dyspersji można określić jako stan uzyskanego wymieszania. Idealna dyspersja sadzy jest stanem, w którym aglomeraty sadzy (lub grudki) rozpadają się w agregaty (uzyskane przez mieszanie dyspersyjne) jednorodnie oddzielone od siebie (uzyskane przez mieszanie rozdzielcze), przy czym powierzchnie wszystkich agregatów sadzy są całkowicie zatopione przez macierz gumy (zwykle przytaczane jako wprowadzenie).

Powszechne problemy w przemyśle gumowym, które często towarzyszą słabej makrodyspersji, można sklasyfikować w cztery główne kategorie: wydajność produktu, wady produktu, wygląd powierzchni i skuteczność dyspersji. Na wydajność funkcjonalną i trwałość preparatu gumowego, tak jak siła sprężystości, trwałość zmęczeniowa, odporność na zużycie, wpływa zasadniczo jakość dyspersji. Nie zdyspergowana sadza powoduje także wady powierzchniowe na produkcie końcowym, łącznie z wadami widocznymi. Usuwając obecność wad powierzchniowych ma krytyczne znaczenie w wylewanych częściach cienkich z powodów funkcjonalnych, oraz profilach wytłaczanych, zarówno z powodów estetycznych jak i funkcjonalnych.

Komercyjny analizator obrazu, taki jak analizator obrazu model IBAS Compact dostępny od Kontron Electronic GmbH (Monachium, Niemcy), można stosować do mierzenia makrodyspersji sadzy lub innego napełniacza. Zazwyczaj, w ilościowych testach makrodyspersji stosowanych w przemyśle gumowym, krytyczną wielkością odcięcia jest 10 mikrometrów. Wady większe niż około 10 mikrometrów wielkości, zwykle składaj ą się z nie zdyspergowanej sadzy lub innego napełniacza, jak również jakikolwiek piasek lub inne zanieczyszczenia, które mogą wpływać zarówno na wydajność wizualną jak i funkcjonalną. Tak wiec, pomiar makrodyspersji obejmuje pomiar uszkodzeń na powierzchni (utworzonych przez mikronacięcia, wytłaczanie lub cięcie) większych niż 10 mikronów wielkości przez cały obszar takich uszkodzeń na jednostkę badanego obszaru przy użyciu procedury analizy obrazu. Makrodyspersje D(%) oblicza się następująco:

% obszaru niezdyspergowanego (%)^: ν^-'»

N, πϋ gdzie

A_m = całkowita powierzchnia obszaru badanej próbki

N, = liczba uszkodzeń o wielkości Dj

D, = średnica koła, mającego taki sam obszar jak ten z uszkodzenia (równoważnik średnicy koła) m = liczba obrazów

Makrodyspersję sadzy lub innego napełniacza w nieutwardzonej gumie naturalnej lub innym odpowiednim elastomerze, można oszacować przy użyciu analizy obrazu próbek naciętej powierzchni. Zazwyczaj, pobiera się pięć do dziesięciu arbitralnie wybranych obrazów optycznych pociętej powierzchni do analizy obrazu. Znaki noża i inne korzystnie usuwa się przy użyciu numerycznej techniki filtrowania. Analiza obrazu pociętej powierzchni dostarcza w ten sposób informacji obejmującej jakość dyspersji sadzy wewnątrz naturalnego związku gumy. Konkretnie, procent niezdyspergowanego obszaru D(%) wskazuje jakość makrodyspersji sadzy. Gdy jakość makrodyspersji obniża się, procent niezdyspergowanego obszaru wzrasta. Zatem, jakość dyspersji można poprawić przez zmniejszenie procentu niezdyspergowanego obszaru. Jak zauważono powyżej, operacje mieszania mają bezpośredni wpływ na skuteczność mieszania i na makrodyspersję. Generalnie, lepszą makrodyspersję sadzy uzyskuje się w elastomerze, np. w przedmieszcze naturalnej gumy, przez dłuższe mieszanie oraz przez mieszanie bardziej intensywne. Jednakże uzyskanie lepszej makrodypersji przez dłuższe i intensywniejsze mieszanie, niszczy elastomer, w którym rozprasza się sadza. Jest to zwłaszcza problematyczne w przypadku gumy

189 105 naturalnej, która jest bardzo podatna na rozkład mechaniczny/cieplny. Dłuższe i intensywniejsze mieszanie, przy użyciu znanych technik i urządzeń do mieszania, takich jak mieszalnik Banbury, zmniejsza ciężar cząsteczkowy kompozycji przedmieszki gumy naturalnej. Tak więc wiadomo, ze ulepszona makrodyspersja sadzy w naturalnej gumie uzyskiwana jest przy odpowiednim, generalnie niepożądanym zmniejszeniu ciężaru cząsteczkowego gumy.

Poza technikami suchego mieszania, znane jest ciągłe dodawanie lateksu i zawiesiny sadzy do mieszanego zbiornika koagulacyjnego. Takie „suche” techniki stosuje się powszechnie dla elastomeru syntetycznego, takiego jak SBR. Zbiornik koagulacyjny zawiera koagulant, taki jak sól lub wodny roztwór kwasu, zwykle mający pH, wynoszące około 2,5 do 4. Lateks i zawiesinę sadzy miesza się i koaguluje w zbiorniku koagulacyjnym do małych kulek (zwykle kilka milimetrów średnicy) przytaczanych jako wilgotne drobiny. Drobiny i kwasowy czynnik wpływający rozdziela się, zwykle za pomocą wibrującego sita wytrząsarki lub podobnego. Następnie drobiny przerzuca się do drugiego mieszanego zbiornika, gdzie się go przepłukuje, w celu uzyskania pH obojętnego lub prawie obojętnego. Tam drobiny poddaje się dodatkowym etapom przesiewania z wibrowaniem i suszenia i temu podobnym. Sugerowano odmiany tej metody pod względem koagulacji naturalnych i syntetycznych elastomerów. W opisie patentowym 4,029,633 Hagopian i in., który tak jak niniejszy wynalazek przypisany jest Cabot Corporation, opisuje ciągły proces wytwarzania przedmieszki elastomerowej. Wytwarza się wodną zawiesinę sadzy i miesza z naturalnym łub syntetycznym elastomerem lateksem. Mieszaninę tę poddaje się tak zwanej operacji kremowania, ewentualnie przy użyciu jakiegokolwiek znanego środka do kremowania. Po przeprowadzeniu kremowania, mieszaninę sadza/lateks wprowadza się w postaci pojedynczego spójnego strumienia do rdzenia strumienia płynu koagulującego. Stały strumień kremowanej mieszaniny sadzy/lateksu przechodzi jak się sądzi, ścinanie i rozpylanie przez strumień płynu koagulującego przed koagulacją, przy czym następnie przechodzi on do odpowiedniej strefy reakcji w celu zakończenia koagulacji. Po takim etapie koagulacji, reszta procesu jest zasadniczo konwencjonalna, obejmując oddzielanie drobin od produktu odpadowego „serum” i przemycie oraz wysuszenie drobin. Nieco podobny proces opisano w opisie patentowym U.S. nr 3,048,559 Heller i in. Wodną zawiesinę sadzy miesza się w sposób ciągły ze strumieniem naturalnego lub syntetycznego elastomeru lub lateksu. Dwa strumienie miesza się w warunkach opisanych jako obejmujące silną turbulencję hydrauliczna i udar. Jak w przypadku wspomnianego powyżej opisu patentowego Hagopian i in., połączony strumień zawiesiny sadzy i elastomeru lateksu, poddaje się następnie koagulacji przez dodanie kwasu lub koagulującego roztworu soli.

Opis patentowy US 4303569 informuje o koagulacji wodnego lateksu za pomocą wodnego koagulanta, którym może być kwas nieorganiczny, taki jak kwas chlorowodorowy i siarkowy, oraz wodne roztwory nieorganicznych elektrolitów takich jak halidki i siarczany metali alkalicznych ziem alkalicznych oraz ałun.

Opis US 1611278 przedstawia raczej typową starszą technologię, w której sadza jest dyspergowana w wodzie i mieszana z lateksem naturalnym, po którym musi być zastosowane mechaniczne wstrząsanie aby osiągnąć koagulację, to jest po zmieszaniu płynnego lateksu i płynnego napełniacza. Ponadto w opisie tym zastosowano standardowy mieszalnik do płynów. Takie zastosowanie mieszalnika we wskazanym opisie jest tylko do koagulacji po zmieszaniu składników - dyspersji sadzy i lateksu. Dalej, w etapie (c) zastrz. 1 w/w opisu podano, „mechaniczne wstrząsanie wstępnie zmieszanych sproszkowanego składnika i lateksu do utworzenia koagulatu”, co prowadziłoby znawcę do konkluzji, że mieszanie lateksu i upłynnionych stałych cząsteczek napełniacza musi mieć dalsze etapy, a mianowicie mechanicznego mieszania lub wstrząsania, dla osiągnięcia koagulacji.

Długo istniała potrzeba w różnych przemysłach pod względem związków elastomerycznych o rozdrobnionym napelniaczu rozproszonym w odpowiednim elastomerze, mającym polepszoną makrodyspersję, zwłaszcza np. sadzy rozproszonej w naturalnej gumie zmieszanej z innym elastomerem. Jak omówiono powyżej, polepszona makrodyspersja może zapewnić odpowiednio polepszone cechy estetyczne i funkcjonalne. Szczególnie pożądane są nowe związki elastomeryczne sadzy w mieszaninie z naturalną gumą i syntetycznym elastomerem, w której osiąga się polepszoną makrodyspersję razem z wyższym ciężarem cząsteczkowym naturalnej gumy. Celem niniejszego wynalazku jest spełnienie niektórych lub wszystkich z tych długo odczuwanych potrzeb.

189 105

Zgodnie z wynalazkiem sposób wytwarzania mieszanki kompozytów elastomerowych zawierającej elastomer, ziarnisty napełniacz i ewentualnie inne składniki, polegający na tym, że wprowadza się w ciągłym przepływie pierwszy płyn zawierający lateks elastomeru do strefy mieszania reaktora koagulatu, wprowadza się w ciągłym przepływie drugi płyn zawierający ziarnisty napełniacz pod ciśnieniem do strefy mieszania reaktora koagulatu w celu wytworzenia mieszaniny ziarnistego napełniacza z lateksem elastomeru, przy czym ziarnisty napełniacz powoduje koagulację lateksu, a mieszanie pierwszego płynu z drugim płynem w strefie mieszania dostarcza energii wystarczającej do zasadniczo całkowitego skoagulowania lateksu elastomeru z ziarnistym napełniaczem w reaktorze koagulatu; i odbiera się zasadniczo w ciągłym przepływie kompozyt elastomerowy z reaktora koagulatu; charakteryzuje się tym, że kompozyt elastomerowy miesza się na sucho z dodatkowym elastomerem z wytworzeniem mieszaniny kompozytu elastomerowego.

Korzystnie, lateks elastomeru i dodatkowy elastomer wybiera się niezależnie spośród kauczuku naturalnego, chlorowanego kauczuku naturalnego, homopolimeru, kopolimeru i terpolimerów 1,3-butadienu, styrenu, izoprenu, izobutylenu, 2,3-dimetylo-l,3-butadienu, akrylonitrylu, etylenu i propylenu, rozcieńczonych olejem pochodnych dowolnych z nich i mieszaniny dowolnych z nich, ziarnisty napełniacz wybiera się spośród sadzy, koloidalnej krzemionki, krzemionki strącanej, powlekanych sadzy, sadzy z chemicznymi grupami funkcyjnymi, silikonowanej sadzy i mieszaniny dowolnych z nich.

Korzystnie, dodatkowy ziarnisty napełniacz wprowadza się podczas mieszania na sucho kompozytu elastomerowego z dodatkowym elastomerem.

Korzystnie, dodatkowy ziarnisty napełniacz miesza się z dodatkowym elastomerem przed mieszaniem na sucho kompozytu elastomerowego z dodatkowym elastomerem.

Korzystnie, do strefy mieszania reaktora koagulatu wprowadza się dodatek wybrany spośród antyozonantów, przeciwutleniaczy, zmiękczaczy, środków ułatwiających przetwórstwo, żywic, środków przeciwpalnych, olejów rozcieńczalników, środków smarnych i mieszanin dowolnych z nich.

Korzystnie, lateks elastomerowy i dodatkowy elastomer wybiera się niezależnie spośród lateksu kauczuku naturalnego, lateksu kauczuku SBR, lateksu kauczuku butadienowego;

dodatkowy elastomer występuje w ilości równej 50% do 90% wagowych w stosunku do całkowitej ilości elastomeru w mieszance kompozytu elastomerowego; i mieszanka kompozytu elastomerowego zawiera od 30 do 85 części wagowych sadzy na 100 części wagowych.

Korzystnie, reaktor koagulatu określa wydłużoną strefę koagulatu przechodzącą od strefy mieszania do końca odbioru ze stopniowo wzrastającym polem przekroju.

Zgodnie z pierwszym aspektem, sposób wytwarzania mieszanin kompozytu elastomerowego obejmuje najpierw wytworzenie przedmieszki elastomerowej przez równoczesne podawanie płynu z rozdrobnionym napełniaczem oraz płynu z lateksem elastomerowym, do strefy mieszania reaktora koagulacji. Korzystnie, reaktor koagulacji ma wydłużoną strefę koagulacji, która rozciąga się od strefy mieszania, najkorzystniej mającą progresywnie wzrastające pole przekroju poprzecznego w kierunku w dół ku otworowi wyjściowemu reaktora koagulatowego. Lateks elastomerowy może być albo naturalny albo syntetyczny, a płyn z rozdrobnionym napełniaczem zawiera sadzę lub inny rozdrobniony napełniacz skutecznie koagulujący lateks. Płyn z rozdrobnionym napełniaczem podaje się do strefy mieszania, korzystnie w postaci ciągłego wtrysku o wysokiej prędkości wstrzykiwanego płynu, podczas gdy płyn lateksowy podaje się z małą prędkością. Prędkość, tempo przepływu i stężenie cząstek płynu z rozdrobnionym napełniaczem są wystarczające do zapewnienia mieszaninie wysokiego ścinania płynu lateksowego i przepływu turbulentnego mieszaniny w co najmniej górnej części strefy koagulacji tak, aby zasadniczo całkowicie skoagulować lateks z rozdrobnionym napełniaczem przed otworem wyjściowym. Zasadniczo całkowitą, koagulację można więc otrzymać, zgodnie z zalecanymi postaciami realizacji, bez potrzeby wykorzystywania środka koagulacji w postaci kwasu lub soli. Skoagulowany produkt takiego etapu mieszania na mokro, miesza się następnie na sucho z dodatkowym elastomerem, aby utworzyć mieszaninę kompozytową elastomerów. Taki dodatkowy elastomer może być taki sam lub inny, od elastomeru użytego w etapie mieszania na mokro. Ewentualnie, podczas etapu mieszania na sucho można dodać dodatkowy napełniacz. Taki dodatkowy napełniacz może być taki sam lub inny niz rozdrobniony napełniacz użyty w etapie mieszania na mokro.

Mieszanki kompozytów elastomerowych dostarcza się w postaci produktu procesu według wynalazku. Sposób według wynalazku zapewnia otrzymanie nowych mieszanek kompozytowych elastomeru, mających poziom makrodyspersji rozdrobnionego napełniacza, ciężar cząsteczkowy elastomeru, poziom zawartości cząstek, wybór rozdrobnionego napełniacza (włączając np. napełniacz z sadzy o wyjątkowo wysokim polu powierzchni i niskiej strukturze) i/lub inne cechy nie uzyskane wcześniej. Pod tym względem, mieszanki kompozytów elastomerowych uzyskane sposobem według wynalazku, mają doskonałą makrodyspersję, nawet pewnych napełniaczy, takich jak sadze, mające stosunek struktury do pola powierzchni DBP:CTAB mniej niż 1,2, a nawet mniej niż 1, w elastomerach takich jak guma naturalna, itd, przy małym lub braku zmniejszenia ciężaru cząsteczkowego elastomeru. Zgodnie z jeszcze innymi aspektami wynalazku, dostarcza się produkty pośrednie, jak również produkty końcowe, które tworzy się z mieszanek kompozytów elastomerowych wytworzonych sposobem według wynalazku. Makrodyspersja oznacza tutaj makrodyspersję D(%) rozdrobnionego napełniacza, mierzoną jako procent niezdyspergowanego pola dla uszkodzeń większych niż 10 mikrometrów. W ujawnionych tu mieszankach kompozytów elastomerowych zawierających gumę naturalną, ciężar cząsteczkowy gumy naturalnej, czyli Mw_Z(,i (ciężar średni) części zolu, korzystnie wynosi co najmniej około 300,000, korzystniej co najmniej około 400,000, przy czym w pewnych zalecanych postaciach realizacji między 400,000 i 900,000. Mieszaniny kompozytowe elastomerów ewentualnie zawierają olej napełniający, tak jak około 0 do 20 części na sto części wagowych, korzystniej około 0 do 10 części na sio części wagowych oleju napełniającego i/lub inne składniki, takie jak dobrze znane do ewentualnego stosowania w opracowywaniu gumy naturalnej i/lub innych elastomerów z sadzą i/lub innymi napełniaczami. Jak omówiono dodatkowo poniżej w związku z pewnymi zalecanymi przykładowymi postaciami realizacji, nowe mieszaniny kompozytowe elastomerów ujawnione w niniejszym, mogą dostarczyć bardzo pożądanych właściwości fizycznych i cech wydajności. W związku z tym, wynalazek przedstawia istotny postęp technologiczny.

Te i inne aspekty i korzyści różnych postaci realizacji wynalazku staną. się zrozumiałe na podstawie szczegółowego omówienia pewnych zalecanych postaci realizacji.

Następujące omówienie pewnych zalecanych postaci realizacji uczyni odniesienie do załączonych rysunków, w których:

Fig. 1 jest schematyczną ilustracją schematu działania urządzenia i sposobu wytwarzania przedmieszki elastomerowej zgodnie z pewnymi zalecanymi postaciami realizacji;

Fig. 2 jest częściowo schematycznym widokiem rzutu pionowego zalecanej postaci realizacji zgodnie ze schematyczną ilust^acj^ schematu działania z fig. 1;

Fig. 3 jest częściowo schematycznym widokiem rzutu pionowego alternatywnej postaci realizacji zgodnie ze schematyczną i lustracją schematu działania z fig. 1;

Fig. 4 jest widokiem, częściowo w przekroju, rzutu pionowego zespołu głowicy mieszającej/reaktora koagulatu według postaci realizacji z fig. 3;

Fig. 5 jest widokiem rzutu pionowego, częściowo w przekroju, odpowiadającym widokowi z fig. 4, ilustrującym alternatywną zalecaną postać realizacji;

Fig. 6 jest przekrojem przez linię 6-6 z fig. 5;

Fig. 7 jest przekrojem głowicy mieszającej odpowiedniej do stosowania w alternatywnej zalecanej postaci realizacji;

Fig. 8 jest wykresem ukazującym pole powierzchni i właściwości struktury (CTAB i DBPA) sadzy wykorzystywanej w pewnych bardzo zalecanych kompozycjach przedmieszki zgodnie z niniejszym wynalazkiem;

Fig. 9-25 są wykresami, ukazującymi makrodyspersję, ciężar cząsteczkowy gumy naturalnej i/lub inne cechy nowych kompozytów elastomerowych zgodnie z tym wynalazkiem, obejmującymi sadze ukazane w fig. 8, w pewnych przypadkach razem z danymi odnoszącymi się do próbek kontrolnych dla porównania, przykładowego wymienienia istotnych ulepszeń w cechach fizycznych i właściwościach wydajności uzyskanych przez kompozyty elastomerowe;

189 105

Fig.. 26-29 są wykresami ukazującymi właściwości morfologiczne sadzy, to jest strukturę (DBPA) i pole powierzchni (CTAB), oraz identyfikującymi regiony lub strefy sadzy (przez takie właściwości morfologiczne), które są odpowiednie do specyficznych zastosowań produktu; i

Fig. 30 i 31 są wykresami ukazującymi makrodyspersję i ciężar cząsteczkowy naturalnej gumy nowych kompozytów elastomerowych według tego wynalazku, razem z próbkami kontrolnymi dla porównania.

Powinno być zrozumiałe, że załączone rysunki nie są niezbędnie konieczne do oceny. Pewne cechy można zwiększyć lub zmniejszyć dla wygody lub klarowności ilustracji. Kierunkowe odniesienia stosowane w następującym omówieniu, opierają się o orientację składników zilustrowanych w rysunkach, chyba że ustalono inaczej, lub inaczej wynika z kontekstu. Generalnie, urządzenie zgodnie z różnymi postaciami realizacji wynalazku, można wykorzystać w różnych ustawieniach. Na podstawie mniejszego opisu możliwe jest określenie odpowiednich wymiarów i kierunków dla urządzenia według wynalazku, wykorzystując rutynowe możliwości techniczne i biorąc pod uwagę dobrze znane czynniki określone dla zamierzonego zastosowania, tak jak pożądane objętości produkcyjne, selekcja materiału, cykl pracy i temu podobne. Numery odniesień stosowane w jednym rysunku można stosować w innych rysunkach dla tej samej cechy lub elementu.

W oparciu o sposób i urządzenia ujawnionych w niniejszym opisie, wytwarza się mieszaniny kompozytu elastomerowego, obejmujące (i) przedmieszkę elastomeru wytworzoną w procesie ciągłego przepływu, zawierającą płyny mieszaniny lateksu elastomerowego i rozdrobnionego napełniacza, przy poziomie turbulencji i warunków kontroli przepływu, wystarczającym do uzyskania koagulacji nawet bez użycia tradycyjnych środków koagulujących, oraz (ii) dodatkowy elastomer dodany do takiej przedmieszki elastomerowej w etapie mieszania na sucho. W rzeczywistości, zostanie natychmiast poznana wielka korzyść komercyjna: (A) że uzyskuje się drobiny przedmieszki elastomerowej, to jest, uzyskuje się skoagulowany lateks zgodnie z etapem „mieszania na mokro” według niniejszego sposobu, bez potrzeby intensywnej mastykacji na sucho elastomeru z napełniaczem, albo ekspozycji płynnego lateksu/kompozycji rozdrobnionej wobec strumienia lub zbiornika koagulanta, oraz (B) że uzyskuje się mieszaninę kompozytową elastomeru przez etap „mieszania na sucho”, obejmujący mieszanie na sucho takiej przedmieszki z dodatkowym elastomerem. Tak więc, w rutynowym komercyjnym wdrażaniu, można uniknąć kosztów i komplikacji wykorzystania kwasowych roztworów do koagulacji. Wcześniejsze techniki, obejmujące wstępne mieszanie lateksu i cząstek, tak jak w wyżej wspomnianym opisie patentowym Heller i in., oraz Hagopian i in., nie uznają nawet możliwości uzyskania koagulacji bez ekspozycji lateksu/mieszaniny cząstek wobec zwykłego roztworu koagulanta z jego towarzyszącym kosztem i niemożliwością usunięcia wad.

Korzystną elastyczność osiąga się przez sposób mieszania na mokro/sucho ujawnioną w mniejszym, w celu wykonania mieszaniny kompozytu elastomerowego. W szczególności, zapewnia się elastyczność przez wybór elastomeru(ów) wykorzystanych w płynie lub etapie „mieszania na mokro” i wybór elastomeru(ów) stosowanych w kolejnym etapie „mieszania na sucho”. Taką samą mieszaninę elastomeru (lub elastomerów) można stosować w etapach mieszania na mokro i na sucho, albo alternatywnie, można stosować różne elastomery w każdej odpowiedniej relatywnej proporcji wagowej. Dodatkową elastyczność zapewnia się przez to, że można ewentualnie dodać dodatkowy napełniacz podczas etapu mieszania na sucho. Taki dodatkowy napełniacz może być taki sam lub inny od rozdrobnionego napełniacza użytego w etapie mieszania na mokro. Korzystnie, w zalecanych postaciach realizacji ujawnionego tu sposobu, doskonałą makrodyspersję rozdrobnionego napełniacza uzyskaną w przedmieszce napełniacza wytworzonej w etapie mieszania na mokro, utrzymuje się lub nawet dodatkowo poprawia w kolejnym etapie mieszania na sucho. Bez wiązania się z teorią, rozumie się obecnie, że co najmniej w pewnych zalecanych postaciach realizacji, wielofazową mieszaninę kompozytową elastomerów wytwarza się przez sposób na mokro/sucho ujawniony w niniejszym. Czyli, mimo trudności z identyfikacją lub obserwacją przy użyciu technik będących generalnie w użyciu w przemyśle elastomerów, rozumie się, że mieszanina kompozytowa elastomerów zawiera co najmniej jedną fazę elastomerową wytworzoną podczas etapu mieszania na sucho. Stopień wymieszania dwóch faz i stopień do jakiego warstwy graniczne mię189 105 dzy dwiema fazami są bardziej lub mniej różne, będzie zależeć od wielu czynników, włączając np. obopólne powinowactwo elastomeru z etapu mieszania na mokro i tego z etapu mieszania na sucho, poziom zawartości cząstek, wybór rozdrobnionego napełniacza(czy), czy dodano dodatkowy napełniacz podczas etapu mieszania na sucho, relatywnego udziału wagowego elastomeru w etapie mieszania na mokro oraz elastomeru z etapu mieszania na sucho, itd.

Korzystną elastyczność uzyskaną przez niniejszy wynalazek oraz jej zastosowanie do lepszej kontroli dystrybucji napełniacza między dwoma różnymi fazami elastomerowymi w mieszaninie kompozytowej elastomerów, widać na przykładzie mieszaniny kompozytowej elastomerów, zawierającej gumę naturalną. gumę butadienową (przytaczaną w tym omówieniu, w pewnych przypadkach jak „BR”) oraz napełniacz z sadzy. Zgodnie z wcześniej znanymi technikami mieszania na sucho/mokro, sadzę można mieszać z gumą naturalną przy użyciu technik mieszania, po czym przez dodanie i dalsze mieszanie BR. Niekorzystnie wielka część sadzy będzie migrować do fazy BR, z powodu jej powinowactwa do fazy BR i mniej niż pożądanej makrodyspersji sadzy w fazie naturalnej gumy. W porównaniu, ulepszone właściwości wydajności porównywalnych mieszanin kompozytowych elastomerów wytworzonych sposobem mieszania na mokro/sucho ujawnionym w niniejszym, wskazuje, że więcej sadzy zatrzymuje się w fazie gumy naturalnej gdy sadzę miesza się z gumą naturalną w początkowym etapie mieszania, po czym dodaje BR w kolejnym etapie mieszania na sucho.

W etapie mieszania na mokro według sposobu ujawnionego w opisie, tempo podawania płynu lateksowego i płynu z rozdrobnionym napełniaczem do strefy mieszania reaktora koagulacji, można precyzyjnie wymierzyć, aby uzyskać wysokie współczynniki wydajności, przy niewielkiej ilości wolnego lateksu i niewielkiej ilości niezdyspergowanego napełniacza w drobinach produktu przy końcu wylotowym reaktora koagulacji. Bez wiązania się z teoriią obecnie wiadomo, ze w strefie mieszania ustala się układ mniej więcej jednofazowy, z wyjątkiem, że tworzą się tam skoagulowane ciała stałe i/lub za nimi w strefie koagulacji. Niezwykle wysoką prędkość podawania płynu z rozdrobnionym napełniaczem do strefy mieszania reaktora koagulacji oraz prędkość różnicową w stosunku do podawania płynu lateksowego, uznaje się za istotną w uzyskaniu wystarczającej turbulencji, to jest wystarczająco energetycznego ścinania lateksu przez uderzenie wtrysku płynu z rozdrobnionym napełniaczem, w celu dokładnego wymieszania i dyspersji cząstek w płynie lateksowym, oraz koagulacji. Wysoka energia mieszania daje drobiny przedmieszki produktu o doskonałej dyspersji, razem z kontrolowanym dostarczaniem produktu. Tworzy się koagulat, a następnie formuje w żądany wyrób wytłaczany. Płyn z rozdrobnionym napełniaczem i lateks elastomerowy podaje się korzystnie w sposób ciągły, oznaczając, że ustala się przepływ skoagulowanej przedmieszki od strefy mieszania do otworu wylotowego reaktora koagulowania, podczas gdy utrzymany jest nieprzerwany przepływ płynów zasilających. Zazwyczaj, nieprzerwany przepływ płynów zasilających i równoczesny wyładunek skoagulowanej przedmieszki utrzymuje się przez jedną lub kilka godzin, korzystnie np. ponad 24 godziny, a nawet możliwe przez tydzień lub więcej.

Poniżej omówiono pewne zalecane postacie realizacji sposobów i urządzenia do wytwarzania nowych mieszanin kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym. Mimo, że różne zalecane postacie realizacji wynalazku mogą wykorzystywać wiele różnych napełniaczy i elastomerów, pewne części następującego szczegółowego opisu aspektu sposobu i urządzenia według wynalazku będzie w pewnych przypadkach, dla wygody, opisywać przedmieszkę, zawierającą gumę naturalną i sadzę. Fachowiec będzie w stanie, korzystając z tego opisu, wykorzystać ujawniony w niniejszym sposób i urządzenie zgodnie z zasadami operacji omówionej w niniejszym, aby wytworzyć przedmieszkę i mieszaniny kompozytu elastomerowego, zawierającą liczne alternatywne lub dodatkowe elastomery, napełniacze i inne materiały. W skrócie, zalecane sposoby wytwarzania przedmieszki elastomerowej, obejmują podawanie równoczesne zawiesiny sadzy lub innego napełniacza i płynu lateksowego gumy naturalnej albo innego odpowiedniego płynu elastomerowego do strefy mieszania reaktora koagulacji. Strefa koagulacji rozciąga się od strefy mieszania, korzystnie zwiększając progresywnie pole przekroju poprzecznego w kierunku w dół od końca wejściowego do otworu wylotowego. Zawiesinę podaje się do strefy mieszania korzystnie w postaci ciągłego wtrysku o wysokiej prędkości wstrzykiwanego płynu, podczas gdy płyn lateksowy gumy naturalnej podaje się z relatywnie niską prędkością. Wysoka prędkość, tempo przepływu

189 105 i zawartość cząstek zawiesiny napełniacza, są wystarczające, aby spowodować w mieszaninie wysokie ścinanie płynu lateksowego, turbulencje przepływu mieszaniny w co najmniej górnej części strefy koagulacji, i zasadniczo całkowitą koagulację lateksu elastomerowego przed otworem wylotowym. W ten sposób można osiągnąć zasadniczo całkowitą koagulację, zgodnie z zalecanymi postaciami realizacji, bez potrzeby wykorzystywania środków koagulacji w postaci kwasu lub soli. Zalecany sposób wytwarzania kompozytów elastomerowych z ciągłym przepływem, obejmuje ciągłe i równoczesne podawanie płynu lateksowego i zawiesiny napełniacza do strefy mieszania reaktora koagulacji, ustalając ciągły, półograniczony przepływ mieszaniny lateksowej i zawiesiny napełniacza w strefie koagulacji. Drobiny kompozytu elastomerowego w postaci „robaczków” lub globulek, wyładowuje się z otworu wylotowego reaktora koagulacji, w postaci zasadniczo stałego przepływu równocześnie z przebiegającym podawaniem strumieni lateksu i zawiesiny sadzy do strefy mieszania reaktora koagulacji. W szczególności, przepływ typu tłokowego oraz warunki ciśnienia atmosferycznego lub bliskiego atmosferycznemu przy otworze wylotowym reaktora koagulacji, są wysoce korzystne, ułatwiając kontrolę produktu kompozytowego elastomerów, tak jak dla bezpośrednich lub kolejnych etapów dalszej obróbki. Tempo podawania płynu lateksowego naturalnej gumy oraz zawiesiny sadzy do strefy mieszania reaktora koagulacji, można dokładnie odmierzyć, aby uzyskać wysokie współczynniki wydajności, przy niewielkiej ilości wolnego lateksu i niewielkiej ilości niezadyspergowanego napełniacza w drobinach produktu przy otworze wylotowym reaktora koagulacji. Bez wiązania się z teorią, obecnie wiadomo, że w strefie mieszania ustala się układ mniej więcej jednofazowy, z wyjątkiem, że tworzą się tam skoagulowane ciała stałe i/lub dalej w strefie koagulacji. Niezwykle wysoką prędkość podawania płynu z rozdrobnionym napełniaczem do strefy mieszania reaktora koagulacji oraz prędkość różnicową w stosunku do podawania płynu lateksowego, uznaje się za istotną w uzyskaniu wystarczającej turbulencji, to jest wystarczająco energetycznego ścinania lateksu przez impet wtrysku płynu z rozdrobnionym napełniaczem, w celu dokładnego wymieszania i dyspersji cząstek w płynie lateksowym, oraz koagulacji. Wysoka energia mieszania daje nowy produkt o doskonałej dyspersji, razem z kontrolowanym dostarczaniem produktu. Tworzy się koagulat, a następnie formuje w żądany wyrób wytłaczany.

Kompozyt elastomerowy wytworzony wyżej opisaną techniką mieszania na mokro oraz urządzenia, tworzy mieszaniny kompozytu elastomerowego według wynalazku, przez kolejne mieszanie na mokro z dodatkowym elastomerem. Tak więc, niniejszy wynalazek można opisać jako obejmujący sposób na mokro/sucho, podczas gdy techniki wcześniej znane wykorzystywały metodę na sucho/sucho, w której najpierw tworzy się przedmieszkę przez mieszanie na sucho i dodaje dodatkowy elastomer przez dodatkowe mieszanie na sucho. Etap mieszania na sucho sposobu mieszania na mokro/sucho według niniejszego wynalazku można przeprowadzić za pomocą dostępnego w handlu urządzenia i techniki, łącznie np. z mieszalnikami Bandury i podobnymi. Dodatkowym elastomerem dodawanym w trakcie etapu mieszania na sucho sposobu mieszania na mokro/sucho, ujawnionego w niniejszym, może być jeden lub więcej elastomerów, które są takie same lub różne od elastomera(ów) wykorzystywanych do tworzenia przedmieszki. Można także dodać inne składniki razem z dodatkowym elastomerem, podczas etapu mieszania na sucho, włączając np. olej napełniający, dodatkowy rozdrobniony napełniacz, utwardzacze itd., w tych postaciach realizacji, w których dodaje się dodatkowy rozdrobniony napełniacz podczas etapu mieszania na sucho, taki dodatkowy napełniacz może być taki sam lub inny niż napełniacz(e) użyte w przedmieszce utworzonej przez etap mieszania na mokro.

Wyżej wspomniane zalecane urządzenie i techniki do wytwarzania mieszanin kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym, omawia się w połączeniu z załączonymi rysunkami, gdzie etap mieszania na mokro z ciągłym przepływem wytwarzania przedmieszki elastomerowej, wykorzystuje ciągły, pół-ograniczony przepływ lateksu elastomerowego, np. lateksu gumy naturalnej (lateks połowy lub koncentrat) wymieszanego z zawiesiną napełniacza, np. wodną zawiesiną sadzy, w reaktorze koagulacji, tworzącym wydłużoną strefę koagulacji, która rozciąga się, przy korzystnym progresywnym wzrastaniu pola przekroju poprzecznego, od końca wejściowego do końca wylotowego. Określenia przepływ „pół-ograniczony” oznacza, że szlak przepływu za wymieszanym płynem lateksowym i zawiesiną napełniacza w reaktorze koagulacji, jest zamknięty lub zasadniczo zamknięty w górze strefy mieszania i jest otwarty na przeciwnym, dolnym końcu reaktora. koagulacji, to jest na końcu wylotowym reaktora koagulacji. Warunki turbulencji w górnej części strefy koagulacji są utrzymywane w sposób nieprzerwany, przynajmniej w mniej więcej ustalonym stanie, razem z warunkami przepływu zasadniczo typu tłokowego przy otwartym końcu wylotowym reaktora koagulacji. Koniec wyładowczy jest „otwarty” co najmniej w tym sensie, że pozwala na wyładunek koagulatu, generalnie przy ciśnieniu atomsferycznym lub bliskim atmosferycznego i zazwyczaj, przez prosty spadek grawitacyjny (ewentualnie wewnątrz ścieżki przepływu ze zbrojeniem lub sitem) do odpowiednich środków do zbierania, takich jak lej zasilający wytłaczarki odwadniającej. Tak więc, pół-ograniczony przepływ powoduje gradient turbulencji, rozciągający się osiowo lub wzdłużnie wewnątrz co najmniej części reaktora koagulacji. Bez wiązania się z teorią, obecnie uważa się, ze strefa koagulacji w istotny sposób pozwala na mieszanie o wysokiej turbulencji i koagulację w górnej części reaktora koagulacji, razem z przepływem wylotowym zasadniczo typu tłokowego stałego produktu przy końcu wylotowym. Wstrzyknięcie sadzy lub zawiesiny innego napełniacza w postaci ciągłego wtrysku do strefy mieszania, występuje w sposób nieprzerwany równocześnie, z łatwością zbierania drobin przedmieszki elastomeru wyładowywanej w warunkach przepływu zasadniczo typu tłokowego i generalnie ciśnienia otoczenia, przy końcu wyładowczym reaktora koagulacji. Podobnie, prędkości osiowe zawiesiny przez dyszę zawiesiny do strefy mieszania oraz zwykle, w górnym końcu strefy koagulacji, są zasadniczo wyższe niz przy końcu wyładowczym. Prędkość osiowa zawiesiny będzie zwykle wynosić kilkadziesiąt metrów na sekundę przy wchodzeniu do strefy mieszania, korzystnie z rury zasilającej 0 małej średnicy otworu skierowanej osiowo, zgodnie z zalecanymi postaciami realizacji omawianymi poniżej. Prędkość osiowa uzyskanego przepływu przy końcu wejściowym reaktora koagulacji ze wzrastającym polem przekroju poprzecznego w zastosowaniu typowym, może wynosić np. 1,5-6,1 m/s, zwykle 2,1-4,6 m/s. Natomiast na końcu wylotowym prędkość osiowa wyładowywanego produktu drobin przedmieszki, będzie w typowym zastosowaniu wynosić około 0,30-3,0 m/s, a ogólniej 0,6-1,5 m/s. Tak wiec, wyżej wspomniany półograniczony przepływ turbulentny osiąga bardzo istotną korzyść, że lateks naturalnej gumy lub innego elastomeru koaguluje przez mieszanie z sadzą lub innym napełniaczem nawet przy nieobecności późniejszego traktowania w strumieniu lub zbiorniku kwasu, soli lub innego koagulującego roztworu, przy kontrolowanym, korzystnie dostarczaniu mniej więcej uformowanego produktu z reaktora koagulacji do kolejnej obróbki.

Powinno się rozumieć w tym względzie, że odniesienie do reaktora koagulacji jako „otwartego” przy końcu wylotowym nie oznacza w zamierzeniu, że koniec wylotowy jest koniecznie wystawiony na widok lub łatwo osiągalny ręką. Zamiast tego może być w sposób stały albo możliwy do zwolnienia dołączony do urządzenia zbierającego lub następnego urządzenia obrabiającego, takiego jak rozdzielacz (omówiony dalej poniżej), suszarka itd. Koniec wylotowy reaktora koagulacji jest otwarty w istotnym sensie, w którym przepływ turbulentny wewnątrz strefy koagulacji reaktora koagulacji, który znajduje się pod wysokim ciśnieniem i uszczelniony przed jakimkolwiek znaczącym wędrowaniem wstecznym (to jest ku górze) w strefie mieszania, co pozwala na ustalenie wyżej wspomnianego ciśnienia i/lub gradientu prędkości w czasie gdy wędruje w kierunku i wychodzi z końca wylotowego.

Powinno być także uznane w tym względzie, że turbulencja zmniejsza się razem z reaktorem koagulacji w kierunku końca wylotowego, w zależności od takich czynników jak procent wykorzystania pojemności, selekcja materiałów i inne. Odniesienie w niniejszym do przepływu zasadniczo tłokowego przy, lub przed końcem wylotowym reaktora koagulacji, powinno się rozumieć w świetle faktu, że przepływ przy końcu wylotowym składa się przede wszystkim lub całkowicie z drobin przedmieszki, czyli globulek lub „robaczków” skoagulowanej przedmieszki elastomeru. Drobiny są zwykle mniej więcej uformowane w kształt wnętrza strefy koagulacji przy punkcie wzdłuż strefy koagulacji, przy którym przepływ staje się zasadniczo przepływem tłokowym. Wciąż postępująca masa „robaczków” lub globulek korzystnie odznacza się przepływem typu tłokowego w tym sensie, że przemieszczają się one generalnie lub przede wszystkim osiowo w kierunku końca wylotowego w każdym punkcie czasowym w danym przekroju poprzecznym strefy koagulacji przy końcu wylotowym, mają zupełnie jednorodną prędkość, tak że są one łatwo zbierane i kontrolowane w celu dalszej obróbki. Tak więc, aspekt mieszania fazy płynnej ujawniony w niniejszym, można korzystnie

189 105 przeprowadzić w warunkach stanu ustalonego lub mniej więcej ustalonego, co powoduje wysoki poziom jednorodności produktu.

Zalecana postać realizacji mieszania na mokro według sposobu i urządzenia ujawnionego w niniejszym, ilustruje się schematycznie w fig. 1. Różne aspekty konfiguracji systemu, wybór składnika i inne, będą zależeć do pewnego rozmiaru od poszczególnych cech zamierzonych zastosowań. Tak więc, np. takie czynniki jak maksymalna pojemność wsadowa oraz elastyczność selekcji materiału, będzie wpływać na wielkość i rozmieszczenie składników systemu. Generalnie, takie rozważania będą możliwe dla fachowca, korzystającego z niniejszego opisu. Widać, że system zilustrowany w fig. 1 obejmuje środki do podawania lateksu gumy naturalnej lub innego płynu lateksowego elastomeru przy niskim ciśnieniu i niskiej prędkości, w sposób ciągły do strefy mieszania reaktora koagulacji. Szczególniej, ukazuje się zbiornik ciśnieniowy na lateks 10, do utrzymywania zaopatrywania w la teks pod ciśnieniem. Alternatywnie, można stosować zbiornik do przechowywania lateksu zaopatrzony w pompę perystaltyczną lub szereg pomp, albo innych odpowiednich środków podających dostosowanych do utrzymywania zasilania płynu lateksu elastomerowego poprzez linię zasilającą 12 do strefy mieszania reaktora koagulacji 14. Płyn lateksowy w zbiorniku 10 można utrzymywać pod ciśnieniem powietrza lub azotu lub innego, tak, że płyn lateksowy podaje się do strefy mieszania pod ciśnieniem linii, wynoszącym korzystnie mniej 68,9 kPa, korzystnie około 13,8-55,2 kPa, a zwykle około 34,5 kPa. Ciśnienie zasilania lateksem i linie przepływowe, połączenia itd. środki zasilania lateksem powinny być ustawione tak, aby powodować ścinanie w przepływającym płynie lateksowym, tak niskie jak tylko rozsądnie możliwe. Korzystnie wszystkie linie przepływowe np. są gładkie, ze skrętami tylko o wielkich promieniach, jeśli w ogóle, oraz gładkich lub opływowych połączeniach między liniami. Ciśnienie wybiera się tak, aby uzyskać prędkość przepływu me większą niż około 3,7 m/s.

Odpowiednie płyny lateksu elastomerowego obejmują zarówno naturalne jak i syntetyczne lateksy elastomerowe i mieszaniny lateksowe. Oczywiście, lateks musi być odpowiedni do koagulacji przez wybrany rozdrobniony napełniacz i musi być odpowiedni do zamierzonego celu lub zastosowania ostatecznego produktu gumowego. Fachowcy będą w stanie wybrać odpowiedni lateks elastomerowy lub odpowiednią mieszaninę lateksów elastomerowych do stosowania w sposobach i urządzeniach ujawnionych w niniejszych, korzystając z niniejszego opisu. Przykładowe elastomery obejmują lecz bez ograniczenia gumy, polimery (np. homopolimeiy, kopolimery i/lub terpolimery) 1,3-butadienu, styrenu, izoprenu, izobutylenu, 2,3-dimetylo-1,3-butadienu, akrylonitrylu, etylenu i propylenu oraz podobnych. Elastomer może mieć temperaturę zeszklenia (Tg) według pomiaru przez kalorymetrię skaningową z różnicowaniem (DSC), w zakresie od około -120°C do około 0°C. Przykłady obejmują lecz bez ograniczenia, gumę styrenowo-butadienową (SBR), naturalną gumę i jej pochodne, takie jak guma chlorowana, polibutadien, poliizopren, poli(styreno-ko-butadien) oraz pochodne oleju napełniającego któregokolwiek z nich. Można także stosować mieszaniny każdego z powyższych. Lateks może występować w wodnym płynie nośnym. Alternatywnie, nośnik płynny może być rozpuszczalnikiem węglowodorowym. W każdym przypadku, płyn lateksowy elastomeru musi być odpowiedni do kontrolowanego ciągłego podawania z odpowiednią prędkośccą, ciśnieniem i stężeniem do strefy mieszania. Poszczególne odpowiednie gumy syntetyczne obejmują: kopolimery mające od około 10 do około 70% wagowych styrenu i od około 90 do około 30% wagowych butadienu, takie jak kopolimer, obejmujący 19 części styrenu i 81 części butadienu, kopolimer obejmujący 43 części styrenu i 57 części butadienu oraz kopolimer obejmujący 50 części styrenu i 50 części butadienu; polimery i kopolimery sprzężonych dienów, takie jak polibutadien, poliizopren, polichloropren i inne, oraz kopolimery takich sprzężonych dienów z monomerem, zawierającym grupy etylenowe, ulegającym z nimi kopolimeryzacji, tak jak styren, metylostyren, chlorostyren, akrylonitryl, 2-winylopirydyna, 5-metylo-2-winylo-5 pirydyna, 5-etylo-2-winylopirydyna. 2-metylo-5-winylopirydyna, akrylany podstawione alkilem, winyloketon, metyloizo-propyloketon, eter metylowo-winylowy, kwasy karboksylowe alfametylenowe i ich estry oraz amidy, tak jak kwas akrylowy i amid kwasu dialkiloakrylowego. Także odpowiednie dostosowania w niniejszym są kopolimery etylenowe i innych alfa olefn, tak jak propylen, buten-1 i penten-1.

Dodatkowy elastomer dodawany podczas etapu mieszania na sucho ujawnionego w niniejszym sposobu mieszania na mokro/sucho, może stanowić każdy elastomer lub mieszanina

189 105 elastomerów odpowiednich do zamierzonego użycia lub zastosowania, włączając te wymienione powyżej do stosowania w etapie mieszania na mokro. Według pewnych zalecanych postaci realizacji, lateks elastomerowy wykorzystany w etapie mieszania na mokro, jest lateksem naturalnej gumy, a dodatkowym elastomerem wykorzystanym w etapie mieszania na sucho jest guma butadienowa (BR). W takich zalecanych postaciach realizacji, guma butadienowa korzystnie tworzy pomniejszą fazę lub składnik mieszaniny kompozytowej elastomeru, najkorzystniej będąc od 10% do 50% wagowych całości elastomeru w mieszaninie kompozytowej elastomeru. Zgodnie z pewnymi innymi zalecanymi postaciami realizacji, lateks elastomerowy wykorzystany w etapie mieszania na mokro, jest lateksem gumy naturalnej, a dodatkowy elastomer wykorzystany w etapie mieszania na sucho jest gumą styrenowobutadienową (SBR). W takich zalecanych postaciach realizacji, SBR korzystnie tworzy główną fazę lub składnik mieszaniny kompozytowej elastomeru, najkorzystniej w 50% do 90% wagowych całości elastomeru w mieszaninie kompozytowej elastomeru. Zgodnie z pewnymi innymi zalecanymi postaciami realizacji, dodatkowym elastomerem jest guma naturalna. Zgodnie z pewnymi innymi zalecanymi postaciami realizacji, lateks elastomerowy wykorzystany w etapie mieszania na mokro jest lateksem gumy butadienowej, a dodatkowym elastomerem wykorzystanym w etapie mieszania na mokro jest SBR. W takich zalecanych postaciach realizacji SBR korzystnie występuje w 10% do 90% wagowych całości elastomeru w mieszaninie kompozytowej elastomeru. Zgodnie z pewnymi innymi zalecanymi postaciami realizacji, lateksem elastomerowy wykorzystany w etapie mieszania na mokro jest lateks gumy butadienowej, a dodatkowym elastomerem wykorzystanym w etapie mieszania na sucho jest guma naturalna. W takich zalecanych postaciach realizacji, guma naturalna korzystnie tworzy mniejszy składnik lub fazę mieszaniny kompozytowej elastomeru, najkorzystniej wynosząc od 10% do 50% wagowych całości elastomeru w mieszaninie kompozytowej elastomeru. Zgodnie z pewnymi innymi zalecanymi postaciami realizacji, wykorzystującymi lateks gumy butadienowej w etapie mieszania na mokro, dodatkowym elastomerem jest dodatkowa guma butadienowa.

Zgodnie z pewnymi innymi zalecanymi postaciami realizacji, lateks elastomerowy wykorzystany w etapie mieszania na mokro, jest SBR, a dodatkowym elastomerem jest guma butadienowa. W takich zalecanych postaciach realizacji, guma butadienowa korzystnie wynosi od 10% do 90% wagowych całości elastomeru w mieszaninie kompozytowej elastomeru. Zgodnie z pewnymi innymi zalecanymi postaciami realizacji, lateks elastomerowy wykorzystany w etapie mieszania na mokro jest SBR, a dodatkowym elastomerem jest guma naturalna. W takich zalecanych postaciach realizacji, guma naturalna korzystnie stanowi mniejszy składnik lub fazę, najkorzystniej wynosząc od 50% do 90% wagowych całości elastomeru w mieszaninie kompozytowej elastomeru. Pewne inne zalecane postacie realizacji wykorzystują SBR zarówno w etapie mieszania na mokro jak i na sucho, będąc więc zasadniczo 100% elastomeru w mieszaninie kompozytowej elastomeru.

Jak zauważono dodatkowo poniżej, kompozycje gumowe według niniejszego wynalazku mogą zawierać, oprócz elastomeru i napełniacza, środki utwardzające, środek sprzęgający i ewentualnie różne środki pomocne przy obróbce, napełniacze olejowe oraz środki zapobiegające rozkładowi. Z tego względu, powinno być zrozumiałe, że mieszaniny kompozytowe elastomeru ujawnione w niniejszym obejmują kompozycje wulkanizowane (VR), wulkanizaty termoplastyczne (TPV), elastomery termoplastyczne (TPE) oraz termoplastyczne poliolefiny (TPO). Materiały TPV, TPE i TPO klasyfikuje się dalej przez możliwość ich wytłaczania i wylewania kilka razy bez zasadniczej utraty cech wydajności. Tak więc, w wykonywaniu mieszanin kompozytowych elastomerów można stosować jeden lub więcej środków utwardzających, takich jak np. siarka, donory siarki, aktywatory, przyspieszacze, nadtlenki i inne układy stosowane do uskutecznienia wulkanizacji kompozycji elastomeru.

Jeśli lateks elastomerowy wykorzystany w etapie mieszania na mokro zawiera lateks gumy naturalnej, lateks gumy naturalnej może obejmować lateks połowy lub koncentrat (wytworzony np. przez odparowanie, wirowanie lub odstawanie). Lateks gumy naturalnej oczywiście, musi być odpowiedni do koagulacji przez sadzę. Lateks jest dostarczany zwykle w wodnym płynie nośnym. Alternatywnie płynny nośnik może być rozpuszczalnikiem węglowodorowym. W każdym przypadku, płyn lateksowy gumy naturalnej musi być odpowiedni do kon14 holowanego, ciągłego podawania z odpowiednią prędkością, ciśnieniem i stężeniem do strefy mieszania. Dobrze znaną niestabilność lateksu gumy naturalnej dostosowuje się korzystnie, pod tym względem, że poddaje się ją relatywnie niskiemu ciśnieniu i niskiemu ściananiu w systemie aż przygotuje się ją do wyżej wymienionego półograniczonego przepływu turbulentnego po napotkaniu niezwykle wysokiej prędkości i energii kinetycznej zawiesiny sadzy w strefie mieszania. W pewnych zalecanych postaciach realizacji, np. gumę naturalną podaje się do strefy mieszania przy ciśnieniu, wynoszącym około 35,5 kPa), przy prędkości w zakresie około 0,9-3,7 m/s, korzystniej około 1,2-1,8 m/s. Wyboru odpowiedniego lateksu lub mieszanin lateksów będzie mógł dokonać fachowiec, korzystając z niniejszego opisu oraz wiedzy na temat kryteriów selekcji generalnie dobrze poznanych w przemyśle.

Płyn z rozdrobnionym napełniaczem, np. zawiesiną sadzy, podaje się do strefy mieszania przy końcu wejściowym reaktora koagulacji 14 przez linię zasilającą 16. Zawiesina może obejmować każdy odpowiedni napełniacz w odpowiednim płynie nośnym. Wybór płynu nośnego będzie zależeć głównie od wyboru rozdrobnionego napełniacza i parametrów systemu. Można stosować zarówno wodne jak i nie wodne płyny, przy czym w wielu postaciach realizacji zaleca się wodne, ze względu na koszty, dostępność i stosowność użycia w produkcji sadzy i pewnych innych zawiesin napełniaczy.

Jeśli stosuje się napełniacz z sadzy, wybór sadzy będzie zależeć w większości od zamierzonego stosowania mieszaniny kompozytowej elastomeru. Ewentualnie, napełniacz z sadzy może zawierać także każdy materiał, który może stanowić zawiesinę i można podawać go do strefy mieszania zgodnie z zasadami ujawnionymi w niniejszym. Odpowiednie dodatkowe rozdrobnione napełniacze obejmują np. napelniacze przewodzące, napełniacze wzmacniające, napełniacze, zawierające krótkie włókna (zwykle mające współczynnik kształtu L/D mniejszy niż 40), płatki, itd. Tak więc, przykładowymi rozdrobnionymi napełniaczami, które można wykorzystać do wytwarzania przedmieszki elastomeru zgodnie ze sposobami i urządzeniami ujawnionymi w niniejszym, są sadza, krzemionka koloidalna, krzemionka strącona, sadza powlekana, sadze funkcjonalizowane chemicznie, takie jak te, które posiadają dołączone grupy organiczne, oraz sadza silikonowana. albo pojedynczo albo w połączeniu ze sobą. Odpowiednie sadze funkcjonalizowane chemicznie obejmują te opisane w międzynarodowym zgłoszeniu nr PCT/US 95/16194 (WO 9618688), którego opis załącza się w niniejszym jako odniesienie. W sadzy silikonowanej ugrupowania, zawierające krzem, takie jak tlenek lub węglik krzemu, rozmieszczone są poprzez co najmniej część agregeatu sadzy jako wewnętrzna część sadzy.

Konwencjonalne sadze istnieją w postaci agregatów, przy czym każdy agregat składa się z pojedynczej fazy, będącej węglem. Faza ta może istnieć w postaci krystalitu grafitowego i/lub węgla amorficznego, i jest zazwyczaj mieszaniną tych dwóch postaci. Jak omówiono w niniejszym w innym miejscu, agregaty sadzy można modyfikować przez pozostawienie ugrupowań, zawierających krzem, takich jak krzemionka, na co najmniej części powierzchni agregatów sadzy. Wynik można opisać jako sadze powlekane krzemem. Materiały opisane w niniejszym jako sadze silikonowane nie są agregatami sadzy, które powleczono lub w inny sposób modyfikowano, lecz aktualnie reprezentują inny rodzaj agregatu. W sadzach silikonowanych, agregaty zawierają dwie fazy. Jedną fazą jest węgiel, który będzie wciąż obecny w postaci krystalitu grafitowego i/lub węgla amorficznego, podczas gdy faza druga jest krzemionką (i prawdopodobnie innym ugrupowaniem, zawierającym krzem). Tak więc, faza ugrupowań zawierających krzem w sadzy silikonowanej, jest wewnętrzną częścią agregatu: rozmieszczoną na co najmniej części agregatu. Będzie widoczne, że agregaty wielofazowe są całkiem różne od sadzy powlekanych krzemem wspomnianych powyżej, które składają się ze wstępnie utworzonych agregatów sadzy o pojedynczej fazie, mających ugrupowania, zawierające krzem, osadzone na ich powierzchni. Takie sadze można traktować powierzchniowo w celu umieszczenia grup funkcyjnych krzemionki na powierzchni agregatu sadzy. W tym procesie, istniejący agregat traktuje się tak, aby osadzić lub powlec krzemionkę (jak również prawdopodobnie inne ugrupowania, zawierające krzem) na co najmniej części powierzchni agregatu. Przykładowo można stosować wodny roztwór krzemianu sodu, aby osadzić amorficzną krzemionkę na powierzchni agregatów sadzy w zawiesinie wodnej przy wysokim pH, takim jak 6 lub wyższym, jak omówiono w japońskiej nieprzebadanej ujawnionej publikacji (Kokai) nr 63-63755. Konkretniej, sadzę można rozproszyć w wodzie, aby otrzymać

189 105 zawiesinę wodną, zawierającą np. około 5% wagowych sadzy i 95% wagowych wody. Zawiesinę ogrzewa się do ponad około 70°C, tak jak do 85-95°C i pH reguluje do powyżej 6, tak jak w zakresie 10-11, z użyciem roztworu zasadowego. Oddzielny preparat wykonuje się z roztworu krzemianu sodu, zawierającego ilość krzemionki żądaną do osadzenia na sadzy, oraz roztwór kwasowy do sprowadzenia roztworu krzemianu sodu do pH obojętnego. Roztwory krzemianu sodu i kwasu wkrapla się do zawiesiny, którą utrzymuje się przy jego wyjściowej wartości pH za pomocą roztworu kwasu lub zasady, według potrzeby. Utrzymuje się także temperaturę roztworu. Sugerowane tempo dodawania roztworu krzemianu sodu jest takie, aby tak skalibrować wkraplanie, żeby dodawać około 3% wagowych kwasu krzemowego, w stosunku całej ilości sadzy, na godzinę. Zawiesinę powinno się mieszać w trakcie dodawania, i po jego zakończeniu, przez kilka minut (tak jak 30) do kilku godzin (to jest 2-3). Przeciwnie, sadze silikonowane można otrzymywać przez wyprodukowanie sadzy w obecności lotnych związków, zawierających krzem. Takie sadze wytwarza się korzystnie w modularnym lub „etapowym” piecowym reaktorze sadzy, mającym strefę spalania, po czym strefę o zmniejszającej średnicy, strefę wstrzyku materiału podawanego o ograniczonej średnicy, oraz strefę reakcji. Strefa gaszenia leży za strefą reakcji.

Zwykle, płyn gaszący, generalnie wodę, rozpyla się na strumień nowo utworzonych cząstek sadzy, płynący ze strefy reakcji. W wytwarzaniu sadzy silikonowanej, wyżej wymieniony lotny związek, zawierający krzem wprowadza się do reaktora z sadzą w punkcie przed strefą gaszenia. Użytecznymi związkami są związki lotne w temperaturach reaktora sadzy. Przykłady obejmują lecz bez ograniczenia, krzemiany, takie jak tetraoksyortołcrzemian (TEDS) i tetrametoksyortokrzemian, silany, takie jak tetrachlorosilan i trichlorometylosilan; oraz lotne polimery silikonowe, takie jak oktametylocyklo-tetrasiloksan (OMTS). Tempo przepływu związków lotnych będzie określać procent wagowy krzemu w traktowanej sadzy. Procent wagowy krzemu w traktowanej sadzy zwykle wynosi od około 0,1 do 25%, korzystnie około 0,5% do około 10%, a korzystniej około 2% do około 6%. Związki lotne można wstępnie mieszać z materiałem podawanym, tworzącym sadzę i wprowadzać z materiałem podawanym do strefy reakcji. Alternatywnie, związek lotny można wprowadzić do strefy reakcji oddzielnie, albo przed albo za punktem wtrysku materiału podawanego.

Jak zauwazono powyżej, można stosować dodatki, i pod tym względem użyteczne środki sprzęgające do sprzęgania krzemionki lub sadzy powinny być oczekiwane jako użyteczne przy traktowaniu sadzy krzemem. Sadze i liczne dodatkowe odpowiednie rozdrobnione napełniacze są dostępne w handlu i są znane fachowcom.

Wybór poszczególnego napełniacza lub mieszaniny rozdrobnionych napełniaczy, będzie zależeć głównie od zamierzonego użycia mieszanin kompozytowych elastomeru. Jak stosuje się tutaj, rozdrobniony napełniacz może obejmować każdy materiał, który może stanowić zawiesinę i można podawać go do strefy mieszania zgodnie z zasadami ujawnionymi tutaj. Odpowiednie dodatkowe rozdrobnione napełniacze obejmują np. napełniacze przewodzące, napełniacze wzmacniające, napełniacze zawierające krótkie włókna (zwykle mające współczynnik kształtu L/D mniejszy niż 40), płatki, itd. Oprócz sadzy i napełniaczy typu krzemionkowego wspomnianych powyżej, napełniacze można tworzyć z gliny, szkła, polimeru, takiego jak włókno aramidowe itd. Możliwe jest wybranie odpowiedniego rozdrobnionego napełniacza do stosowania w sposobie i urządzeniu ujawnionym w niniejszym, korzystając z niniejszego opisu i oczekuje się, że każdy napełniacz odpowiedni do stosowania w kompozycjach elastomerowych, można wprowadzić do kompozytów elastomerowych, stosując pouczenia według niniejszego opisu. Oczywiście można także stosować mieszaniny różnych rozdrobnionych napełniaczy.

Zalecane postacie realizacji według wynalazku zgodne z fig. 1, są zwłaszcza dobrze dostosowane do wytwarzania płynu rozdrobnionego napełniacza, obejmującego wodne zawiesiny sadzy. Zgodnie ze znanymi zasadami, będzie zrozumiałe, że sadze, mające mniejsze pole powierzchni na jednostkę ciężaru, muszą być stosowane w wyższych stężeniach w zawiesinie cząstek, aby uzyskać taką sama skuteczność koagulacji co niższe stężenia sadzy, mających wyższe pole powierzchni na jednostkę ciężaru. Zbiornik do mieszania 18 otrzymuje wodę i sadzę, np. ewentualnie granulowaną, sadzę, aby utworzyć płyn mieszaniny początkowej. Taka płynna mieszanina przechodzi przez otwór wypływowy 20 do linii z płynem 22 zaopatrzonej w urządzenia pompujące 24, takie jak pompa membranowa lub inne. Linia 28 przenosi płynną, mieszaninę do młyna

189 105 koloidalnego 32, albo alternatywnie młyna rurowego lub innego, przez otwór wlotowy 30. Sadzę rozprasza się w wodny płynie nośnym, aby utworzyć płyn dyspersyjny, który przepuszcza się przez otwór wylotowy 31 i linię płynu 33 do homogenizatora 34. Urządzenia pompujące 36, korzystnie obejmujące pompę o zwiększającej się objętości lub inne przewiduje się w linii 33. Homogenizator 34 dokładniej rozprasza sadzę w płynie nośnym, aby utworzyć zawiesinę sadzy, którą podaje się do strefy mieszania reaktora koagulacji 14. Ma ona otwór wlotowy 37 komunikacji płynu z linią 33 od młyna koloidowego 32. Homogenizator 34 może korzystnie obejmować np. system Microfluidizer® dostępny w handlu od Microfluidics International Corporation (Newton, Massachusetts. USA). Odpowiednie są także homogenizatory, takie jak modele serii homogenizatorów MS 18, MS45 i MC 120, dostępne od APV Homogenizer Divisions z APV Gaulin, Inc. (Wilmington, Massachusetts, USA). Inne odpowiednie homogenizatory są. dostępne w handlu i będą oczywiste dla fachowca, korzystającego z niniejszego opisu. Zazwyczaj, sadza w wodzie wytworzona zgodnie z wyżej opisanym systemem, będzie posiadać co najmniej około 90% aglomeratów mniejszych niż około 30 mikrometrów, korzystniej co najmniej 90% aglomeratów mniejszych niż około 20 mikrometrów wielkości. Korzystnie, sadzę rozbija się do średniej wielkości 5-15 mikrometrów, np. około 9 mikrometrów. Otwór wyjściowy 38 przenosi zawiesinę sadzy od homogenizatora do strefy mieszania poprzez linię płynną 16. Zawiesina może osiągać 68,9-103,4 MPa w etapie homogenizatora i opuszcza homogenizator przy około 4,13 MPa lub więcej. Korzystnie, wysoką zawartość sadzy stosuje się do zredukowania zadania usunięcia nadmiaru wody lub innego nośnika. Zwykle zaleca się około 10 do 30% wagowych sadzy. Zawartość sadzy (w procentach wagowych) w zawiesinie oraz tempo przepływu zawiesiny do strefy mieszania, powinno być skoordynowane z tempem przepływu lateksu gumy naturalnej do strefy mieszania, w celu uzyskania żądanej zawartości sadzy (w częściach na sto części) w przedmieszce. Zawartość sadzy będzie wybierana zgodnie ze znanymi zasadami, w celu uzyskania cech materiału i właściwości wydajności dopasowanych do zamierzonego zastosowania produktu. Zwykle np. sadze o wartości CTAB 10 lub więcej stosuje się w wystarczającej ilości do uzyskania zawartości sadzy w przedmieszce, wynoszącej co najmniej około 30 części na sto części przedmieszki.

Zawiesinę korzystnie stosuje się w wytwarzaniu przedmieszki bezpośrednio podczas wytwarzania. Przewody z płynem, niosące zawiesinę oraz każdy ewentualny zbiornik utrzymujący i podobne, powinny ustalić lub utrzymać warunki, które zasadniczo zabezpieczają dyspersję sadzy w zawiesinie. Czyli, powinno się zapobiegać lub redukować zasadniczą ponowną aglomerację lub wytrącanie rozdrobnionego napełniacza w zawiesinie, do rozmiaru rozsądnie praktycznego.

Korzystnie wszystkie linie przepływowe np. są. gładkie, z gładkimi połączeniami między liniami. Ewentualnie, stosuje się akumulator między homogenizatorem i strefą mieszania, w celu zmniejszenia fluktuacji ciśnienia lub prędkości zawiesiny przy zakończeniu dyszy wlotowej zawiesiny w strefie mieszania.

Płyn lateksowy gumy naturalnej lub płyn z innym elastomerem przepuszczany do strefy mieszania przez linię zasilającą 12 i zawiesina sadzy podawana do strefy mieszania przez linię zasilającą 16 przy prawidłowych parametrach procesowych, jakie omówiono powyżej, może wytworzyć nowy kompozyt elastomerowy, konkretnie drobiny przedmieszki elastomeru. Można także dostarczyć środki do wprowadzania różnych dodatków do przedmieszki elastomerowej. Dodatkowy płyn, zawierający jeden lub więcej dodatków, można podawać do strefy mieszania, w postaci oddzielnego strumienia zasilającego. Jeden lub więcej dodatków można także wstępnie mieszać, jeśli trzeba, z zawiesiną sadzy, albo bardziej typowo, z płynem lateksowym elastomeru. Dodatki można także mieszać z przedmieszką kolejno, to jest podczas etapu mieszania na sucho. Fachowcy dobrze znają liczne dodatki, które obejmują np. przeciwutleniacze, środki przeciwozonowe, plastyfikatory, środki pomagające przy obróbce (np. płynne polimery, oleje i inne), żywice, opóźniacze palenia, oleje napełniające, środki poślizgowe i mieszaniny każdego z nich. Ogólne użycie i wybór takich dodatków jest dobrze znane fachowcom. Ich stosowanie w systemie ujawnionym tutaj będzie dobrze zrozumiane przy korzystaniu z niniejszego opisu. Zgodnie z pewnymi alternatywnymi postaciami realizacji, w podobny sposób można także wprowadzać środki wulkanizujące, aby wytworzyć możliwy

189 105 do wulkanizacji kompozyt elastomerowy, który można przytaczać jako możliwy do wulkanizacji związek podstawowy.

Drobiny przedmieszki elastomerowej przenosi się od końca wylotowego reaktora koagulacji 14 do odpowiedniego urządzenia suszącego. W zalecanej postaci realizacji z fig. 1, drobiny przedmieszki przechodzą wieloetapowe suszenie. Najpierw przechodzi ona do wytłaczarki odwadniającej, a potem poprzez pas transmisyjny lub przez prosty spadek grawitacyjny albo innymi odpowiednimi środkami 41 do wytłaczarki suszącej 42. W rutynowych zalecanych postaciach realizacji zgodnych ze zilustrowaną w fig. 1, wytwarzających przedmieszkę gumy naturalnej z napełniaczem z sadzy, operacja odwadniania/suszenia będzie zwykle zmniejszać zawartość wody do około 0 do 1% wagowych, korzystniej ,0 do ,5% wagowych. Odpowiednie suszarki są dobrze znane i dostępne na rynku, włączając np. suszarki wytłoczone, suszarki ze złożem fluidalnym, suszarki z gorącym powietrzem lub inne suszarki piecowe i temu podobne, takie jak French Mills dostępne od French Oil Machinery Co., (Piąua, Ohio, USA).

Wysuszone drobiny przedmieszki z wytłaczarki suszącej 42 przenosi się przez pas transmisyjny chłodzący 44 do urządzenia do prasowania w bele 46. Urządzenie do prasowania w bele jest ewentualną korzystną cechą urządzenia z fig. 1, gdzie wysuszone drobiny przedmieszki kompresuje się w komorze w postać stabilnych skompensowanych bloków lub temu podobnych. Zazwyczaj, w bloki lub bele kompresuje się ilości do 11,3-34,0 kg przedmieszki elastomem, do transportu, dalszej obróbki itd. Alternatywnie, produkt dostarcza sięw postaci granylek np. przez zbijanie drobin.

Wymiary i poszczególne cechy planu reaktora koagulacji 14, włączając zestaw strefy mieszania/strefy koagulacji, odpowiednie dla postaci realizacji zgodnie z Fig. 1, będą zależeć częściowo od takich czynników planu jak żądana pojemność wsadowa, wybór obrabianych materiałów itd. Jedną zalecaną postać realizacji ilustruje się w Fig. 2, gdzie reaktor koagulacji 48 ma głowicę mieszającą 50 dołączoną do strefy koagulacji 52 z mocną uszczelką przy łączniku 54. Fig. 2 schematycznie ilustruje pierwszy podsystem 56, podający lateks elastomerowy do strefy mieszania, podsystem 57, podający zawiesinę sadzy lub inny płyn z rozdrobnionym napełniaczem do strefy mieszania, oraz podsystem 58, podający ewentualny dodatkowy płyn, powietrze pod ciśnieniem, itd. do strefy mieszania. Widać, że głowica mieszająca 50 ma trzy kanały zasilające 60, 61, 62. Kanał zasilający 60 jest przewidziany dla płynu lateksu naturalnej gumy, a kanał zasilający 62 jest przewidziany dla bezpośredniego podawania gazu i/lub płynu dodatkowego. W połączeniu z zalecanymi postaciami realizacji, wykorzystującymi bezpośredni wtrysk dodatków, osiąga się znaczną korzyść w połączeniu z dodatkami węglowodorowymi lub, bardziej ogólnie, dodatkami nie mieszalnymi z wodą. Chociaż dobrze znane jest wykorzystywanie pośrednich emulsji do tworzenia emulsji dodatkowych odpowiednich do wstępnego mieszania z lateksem elastomerowym, zalecane postacie realizacji zgodnie z niniejszym opisem, wykorzystującym bezpośredni wtrysk dodatków, może wyeliminować nie tylko potrzebę pośrednich emulsji, lecz także wyposażenie, takie zbiorniki, urządzenia dyspergujące, itd. stosowane wcześniej przy tworzeniu emulsji. Można zatem osiągnąć zmniejszenie kosztów produkcji oraz komplikacji. Jak omówiono dodatkowo poniżej, kanał zasilający 61, którym zawiesinę podaje się do strefy mieszania, jest korzystnie współosiowy ze strefą mieszania i strefą koagulacji reaktora koagulacji. Mimo, że ukazany jest tylko pojedynczy kanał zasilający otrzymujący płyn lateksowy elastomeru, można ustawić każdą odpowiednią liczbę kanałów zasilających wokół kanału centralnego, którymi zawiesinę podaje się do strefy mieszania. Tak więc, np. w postaci realizacji według fig. 2, możnaby przewidzieć czwarty kanał zasilający, przez który do strefy mieszania podaje się powietrze o ciśnieniu otoczenia lub wysokim ciśnieniem lub inne gaz. Powietrze pod ciśnieniem można wstrzykiwać podobnie jak zawiesinę przez centralny osiowy kanał zasilający 61. Pomocnicze kanały zasilające można tymczasowo lub na stałe zamknąć, w czasie gdy nie są używane.

Widać, że strefa koagulacji 52 reaktora koagulacji 48 posiada pierwszą część 64, mającą długość osi, którą można wybrać w zalezności od celów planu dla poszczególnego zamierzonego zastosowania. Ewentualnie, strefa koagulacji może mieć stałe pole przekroju poprzecznego przez całą lub zasadniczo całą swą długość osiową. Tak więc np. reaktor koagulacji może określić łatwy, prosty kanał przepływu tubulamego ze strefy mieszania do końca wyloto18

189 105 wego. Jednak korzystnie, z powodów omówionych powyżej, i jak widać w zalecanej postaci realizacji zilustrowanej w rysunkach, pole przekroju poprzecznego strefy koagulacji 52 zwiększa się progresywnie od wejścia 66 do wylotu 68. Konkretniej, pole przekroju poprzecznego zwiększa się w kierunku wzdłużnym od wejścia do wylotu. W postaci realizacji według fig. 2, strefa koagulacji zwiększa się pod względem pola przekroju poprzecznego progresywnie w tym sensie, że zwiększa się ono w sposób ciągły za stałą częścią 64 przekroju poprzecznego. Odniesienia do średnicy i pola poprzecznego reaktora koagulacji (lub bardziej prawidłowo, strefy koagulacji określonej wewnątrz reaktora koagulacji) oraz innych składników, chyba że ustalono inaczej, oznaczają w zamierzeniu pole przekroju poprzecznego takiego otwartego korytarza przepływu.

Jak widać, kompozyt elastomerowy, konkretnie skoagulowany lateks elastomerowy w postaci drobin przedmieszki 72, jest wyładowywany z reaktora koagulacji 48 przez rozdzielacz 70. Rozdzielacz 70 jest możliwym do regulacji przewodnikiem przyłączonym do reaktora koagulacji przy otworze wylotowym 68. Jest on możliwy do regulacji tak, aby selektywnie przepuszczać drobiny przedmieszki elastomeru 72 do każdego z różnych innych miejsc otrzymujących. Ta cecha korzystnie ułatwia usuwanie drobin przedmieszki ze strumienia produktu, np. do testowania lub przy rozpoczęciu biegu produkcyjnego, gdy niestabilność początkowa procesu może powodować krótkotrwale gorszą jakość produktu. Poza tym, rozdzielacz zapewnia elastyczność planu, kierując produkt z reaktora koagulacji na różne szlaki po produkcyjne. Zgodnie z zalecaną postacią realizacji z fig. 1 drobiny przedmieszki 72 są wyładowywane z reaktora koagulacji 48 przez rozdzielacz 70, które jak widać, otrzymuje suszarka 40.

Wymiar przekroju poprzecznego reaktora koagulacji 48 zwiększa się jak widać, o ogólny kąt a między wejściem 66 i wyjściem 68. Kąt a jest większy od 0° i w zalecanych postaciach realizacji jest mniejszy od 45°, korzystniej mniejszy od 15°, najkorzystniej od 0,5 do 5°. Jak widać kąt a jest połową kąta, w ten sposób, że mierzy się go od centralnej osi wzdłznej strefy koagulacji, do puntu A przy zewnętrznym okręgu strefy koagulacji przy końcu reaktora koagulacji. Z tego względu, powinno być zrozumiałe, że pole przekroju poprzecznego części górnej reaktora koagulacji, czyli części przy wejściu 66, korzystnie zwiększa się wystarczająco powoli, aby uzyskać mniej więcej uformowanie koagulatu zgodnie z zasadami omówionymi powyżej. Zbyt wielki kąt rozszerzania się strefy koagulacji może spowodować, że przedmieszką elastomeru nie będzie wytwarzana z drobin do pożądanej postaci globulek lub robaczków, a po prostu rozpylana po reaktorze koagulacji. Zbyt powolne zwiększanie średnicy otworu reaktora koagulacji może spowodować, w pewnych postaciach realizacji, cofanie lub spiętrzanie podawanego materiału i produktu reakcji w głowicy mieszającej. W części dolnej strefy mieszania, gdzie lateks został zasadniczo skoagulowany i przepływ stal się zasadniczo przepływem tłokowym, strefa koagulacji może się rozciagać albo z, albo bez zwiększania pola poprzecznego. Tak więc, odniesienie w niniejszym do strefy koagulacji w zalecanych postaciach realizacji, mającej progresywnie zwiększające się pole przekroju poprzecznego, powinno się rozumieć jako odnoszące przede wszystkim do tej części strefy koagulacji, w której przepływ nie jest zasadniczo przepływem tłokowym.

Pole przekroju poprzecznego strefy koagulacji (czyli co najmniej jej część górna, jak omówiono bezpośrednio wyżej) może się zwiększać raczej w sposób etapowy, niż w sposób ciągły zilustrowany w postaci realizacji według fig. 2.

W postaci realizacji zilustrowanej w fig. 3, system przepływu ciągłego do produkcji przedmieszki elastomeru zgodnie ze sposobem i urządzeniem omówionym w niniejszym, obejmuje jak widać, zestaw głowica mieszająca/strefa koagulacji, w której pole przekroju poprzecznego strefy koagulacji zwiększa się w sposób etapowy. Korzystnie, poszczególne sekcje strefy koagulacji w takiej etapowej postaci realizacji, mają opływowe połączenia między sąsiadującymi sekcjami. Czyli łączą się one tworząc gładką i generalnie ciągłą powierzchnię strefy koagulacji, w przeciwieństwie np., do ostrego lub natychmiastowego zwiększania się średnicy z jednej sekcji do następnej. Strefa koagulacji z fig. 3 zwiększa się w trzech etapach, tak że są tam cztery różne sekcje lub podstrefy 74-77. Zgodnie z zasadami planu omówionego bezpośrednio powyżej, pole przekroju poprzecznego strefy koagulacji 53 zwiększa się od wejścia 66 do punktu A przy wyjściu 68 przy ogólnym kącie, który uzyskuje konieczną kontrolę przepływu w części górnej reaktora koagulacji. Pierwszą sekcję 74 można

189 105 wziąć, jako obejmującą (a) część o stałej średnicy głowicy mieszającej 50 tuż za strefą mieszania, oraz (b) część o takiej samej lub podobnej średnicy połączoną z łącznikiem 54 przy wejściu 66. Ta pierwsza sekcja ma stałą średnicę przekroju poprzecznego Di i wymiar osiowy lub długość Li. W tej pierwszej sekcji 74 długość Li powinna być większa niż trzykrotna średnica Di, korzystniej większa niż pięciokrotna średnica Di, a najkorzystniej od około 12 do 18 razy średnica Di. Każda następna sekcja korzystnie posiada stały wymiar przekroju poprzecznego i pole przekroju poprzecznego, w przybliżeniu podwójny w stosunku do sekcji poprzedniej (to jest górnej). Tak więc, np. sekcja 75 ma stały wymiar przekroju poprzecznego i pole przekroju poprzecznego, który jest dwukrotnie taki jak sekcji 74. Podobnie, pole przekroju poprzecznego 76 jest podwójnie takie jak sekcji 75 i pole przekroju poprzecznego sekcji 77 jest podwójnie takie jak sekcji 76. W każdej z sekcji 75-77 długość jest korzystnie większa niż trzykrotna jej średnica, korzystniej około trzy do siedmiu razy jej średnica i generalnie około pięć razy jej średnica. Tak więc, np. w sekcji 76 wymiar wzdłużny L3 jest korzystnie około pięć razy taki jak jej średnica D3.

Zestaw głowica mieszająca i strefa koagulacji, odpowiadający postaci realizacji według fig. 3, ukazano w fig. 4, częściowo w przekroju. Głowica mieszająca 50 jest integralna z przedłużeniem strefy koagulacji 53 poprzez łącznik 54. Określa to strefę mieszania, w której wielokrotne kanały zasilające 60, 61, 62 tworzą połączenie, z wydłużonym zasadniczo cylindrycznym kanałem 80, zasadniczo współosiowym z częścią strefy koagulacji wewnątrz przedłużenia 53. Można będzie poznać, że nie jest to podstawowe dla możliwości operacyjnych według sposobu i urządzenia ujawnionego w niniejszym, aby dokładnie określić granice strefy mieszania i/lub strefy koagulacji. Możliwe są liczne odmiany w planie obszarów połączeń kanałów zasilających, co będzie oczywiste na podstawie niniejszego opisu. Z tego względu, jako generalnie zalecaną linię przewodnią, w postaciach realizacji typu zilustrowanego w fig. 4 np., zakonczenie do zawiesiny 67 znajduje się generalnie powyżej rozpoczynającej cylindrycznej części 80, która jest w przybliżeniu wyśrodkowana wzdłużnie w połączeniu kanałów zasilających. W takich postaciach realizacji, korzystnie minimalne pole przekroju poprzecznego, określonego przez urojony stożek 67 od zakończenia dla zawiesiny do obwodu okręgu przy początku cylindrycznej części 80, jest korzystnie większy lub co najmniej równy polu przekroju poprzecznego kanału zasilającego lateksem 60. Korzystnie zarówno kanał 80 jak i co najmniej część górna strefy koagulacji, w której istnieje przepływ turbulencyjny, przed zasadniczo całkowitą koagulacją lateksu elastomerowego, mają przekrój poprzeczny kołowy.

Urządzenia do podawania zawiesiny sadzy lub rozdrobnionego napełniacza, obejmują jak widać, rurę zasilającą 82, biegnącą zasadniczo współosiowo z komorą mieszającą do otworu lub zakończenia dyszy zawiesinowej 67, która otwiera się w kierunku strefy koagulacji. Jest to wysoce korzystna cecha zalecanej postaci realizacji omówionej w niniejszym. Sadzę, jak zauważono powyżej, podaje się do strefy mieszania z bardzo wysoką prędkością w stosunku do prędkości podawania lateksu, i uszeregowanie osiowe wąskiego otworu rury zasilającej 82 powoduje wywołanie doskonałej turbulencji przepływu. Średnica D_m kanału 80 (która jak zauważono powyżej, jest korzystnie zasadniczo równa średnicy Di bezpośrednio za częścią sekcji 74 strefy koagulacji) korzystnie jest co najmniej dwukrotnie taka jak średnica wewnętrzna rury zasilającej zawiesiny 82, korzystnie około cztery do ośmiu razy jak średnica rury zasilającej 82, zwykle około siedem do ośmiu razy ta średnica. Rura zasilająca 82, jak widać, tworzy mocne zamknięcie dla płynu, z otworem wejściowym 83 przy górnym końcu kanału zasilającego 61 głowicy mieszającej 50. Średnica osiowej rury zasilającej 82 jest określona głównie przez wymagane wolumetryczne tempo przepływu oraz prędkości osiowej zawiesiny w czasie przechodzenia przez zakończenie dyszy zawiesiny 67 do komory mieszania. Prawidłową lub wymaganą objętość i prędkość może łatwo określić fachowiec, korzystając z niniejszego opisu, i będą one częściowo funkcją stężenia i wyboru materiałów. Postacie realizacji, takie jak zilustrowano i omówiono w niniejszym opisie, w których rura zasilająca dla zawiesiny sadzy jest usuwalna, zapewniają żądaną elastyczność w produkcji różnych kompozycji przedmieszki w różnym czasie. Rurę zasilającą stosowaną w jednym przebiegu produkcji, można usunąć i zamienić na rurę o większej lub mniejszej średnicy otworu, odpowiednio do kolejnej produkcji. Biorąc pod uwagę ciśnienie i prędkość, z którą zawiesina opuszcza rurę zasilającą, można ją określić jako spray lub wtrysk do strefy mieszania. Powinno się zrozumieć, że oznacza to w co najmniej pewnych

189 105 postaciach realizacji, wtrysk z wysoka prędkością zawiesiny do obszaru już zasadniczo wypełnionego płynem. Tak więc jest to spray w sensie jego natychmiastowego rozmieszczenia w czasie przechodzenia przez zakończenie dyszy zawiesiny, a nie koniecznie w sensie swobodnie lecących kropelek materiału o prostym torze rozprzestrzeniania.

Dodatkowe kanały zasilające 60 i 62 jak widać, tworzą połączenie 84, 85 odpowiednio, z kanałem zasilającym 60 i dolnym kanałem 80 pod kątem β. Kąt β może w wielu postaciach realizacji przyjmować wartość od ponad 0° do mniej niż 180°. Zazwyczaj, β może przyjmować np. od 30°-90°. Pożądane jest unikanie ciśnienia ujemnego, czyli kawitacji płyu lateksowego w czasie porywania go przez wysoką prędkość zawiesiny przy zakończeniu dyszy zawiesiny 67, gdyż może to niekorzystnie powodować niezgodne mieszanie, prowadzące do niezgodnego produktu przedmieszki. Powietrze lub inny gaz można wstrzykiwać lub w inny sposób podawać do strefy mieszania, aby towarzyszyło przełamaniu każdej takiej próżni. Oprócz tego, rozciągnięta linia zasilająca dla lateksu gumy naturalnej, prowadząca do otworu wejściowego 86 kanału zasilającego 60 korzystnie działa jak rezerwuar płynu lateksowego. W zalecanej postaci realizacji z fig. 4, kanał zasilający lateksem 60 przecina strefę mieszania przed lub za zakończeniem dyszy zawiesiny 67.

Zawiesinę sadzy lub innego płynu z rozdrobnionym napełniaczem, dostarcza się zazwyczaj do rury zasilającej 82 pod ciśnieniem ponad około 2068 kPa, tak jak około 3447-34470 kPa), np. około 6890 kPa. Korzystnie płynną zawiesinę podaje się do strefy mieszania przez zakończenie dyszy za wiesiny 67 z prędkością ponad 30,5 m/s, korzystnie około 80,5-243,8 m/s, korzystniej około 61-152,4 m/s, np. około 106,7 m/s. Strzałki 51 w fig. 4 reprezentują ogólny kierunek przepływu lateksu elastomerowego i pomocnicze materiały zasilające przez kanały zasilające 60 i 62 do kanału 80 poniżej zakończenia dyszy zawiesiny 67. Tak więc, płyny zawiesiny i lateksu podaje się do stref mieszania przy zupełnie różnych prędkościach strumienia zasilającego zgodnie z liczbami przedłożonymi powyżej. Mimo nie wiązania się z teorią, obecnie jest zrozumiałe, ze zróżnicowane zasilanie powoduje warunki ścinania lateksu w strefie mieszania, prowadzące do dobrej makrodyspersji i koagulacji.

Alternatywną zalecaną postać realizacji ilustruje się fig. 5 i 6, w których pojedynczą osiową rurę zasilającą 82 w postaci realizacji według fig. 4, zamienia się na wiele osiowo rozciągających się rur zasilających 90-92. Można wykorzystać nawet większe ilości rur zasilających, np. aż do około 6 lub 8 osiowo rozciągających się rur zasilających. Korzystnie, elastyczność produkcji uzyskuje się przez stosowanie różnych rur zasilających o różnych średnicach, w celu produkcji różnych preparatów. Także, wiele rur zasilających można stosować równocześnie, aby uzyskać dobrą turbulencję wewątrz strefy mieszania i strefy koagulacji reaktora koagulacji.

Alternatywną postać realizacji głowicy mieszającej zilustrowano w fig. 7. Głowica mieszająca 150 określa jak widać, strefę mieszania 179. Osiowy kanał zasilający 161 łączy się z rurą zasilającą 182 dostosowaną do podawania zawiesiny sadzy lub innego płynu z rozdrobnionym napełniaczem z wielką prędkością do komory mieszania 179. Można zauważyć, że centralny otwór w rurze zasilającej 182 kończy się przy zakończeniu dyszy zawiesiny 167. Powierzchnia dyszy o stałej średnicy 168 znajduje się tuż przed końcówką dyszy zawiesiny 167, prowadząc do większego pola otworu 169. Korzystnie, średnica osiowa powierzchni 168 wynosi około 2 do 6, np. około 5 razy jego średnicę. Drugi kanał zasilający 160 tworzy połączenie 184 ze strefą mieszania 179 pod kątem 90°, dla podawania płynu lateksu elastomerowego do strefy mieszania. Średnica przekroju poprzecznego kanału zasilającego płynem lateksowym 160 jest znacznie większa niż średnica przekroju poprzecznego końcówki dyszy zawiesiny 167 i powierzchni 168. Bez wiązania się z teorią, osiowe wydłużenie powierzchni dyszy 168, sprzężone z sekcją o poszerzonej średnicy otworu przed powierzchnią dyszy, zapewnia jak się sądzi, korzystną stabilność przepływu zawiesiny przez rurę zasilającą 182 do strefy mieszania 179. Otwór rury zasilającej 182 działa, jak odkryto, dobrze z 20° skosem, to jest obszarem stożkowym 169, który rozciąga się w kierunku w górę pod kątem około 20°. W dół od strefy mieszania 179 znajduje się wydłużona strefa koagulacji. Zgodnie z zasadami omówionymi powyżej, taka strefa koagulacji wymaga jedynie marginalnego wydłużenia. To znaczy, jej wymiar osiowy powinien być tylko niewiele dłuższy niż jej średnica. Jednak korzystnie, stosuje się progresywnie zwiększającą się strefę koagulacji.

Jak omówiono powyżej, koagulacja przedmieszki elastomeru jest zasadniczo zakończona przy, lub przed końcem reaktora koagulacji. Znaczy to, że koagulacja występuje bez konieczności

189 105 dodawania strumienia roztworu koagulanta lub innego. Koagulacja może występować w strefie mieszania. W tym celu strefa mieszania może być brana pod uwagę jako całość lub część strefy koagulacji. Także, odniesienie do zasadniczo zakończonej koagulacji przed opuszczeniem reaktora koagulacji przez przedmieszkę elastomeru, nie oznacza wyłączenia możliwości kolejnego obrabiania i późniejszych etapów traktowania, dla każdego z różnych celów odpowiednich w stosunku zamierzonego użycia produktu finalnego. Z tego względu, zasadniczo zakończona koagulacja w zaleconych postaciach realizacji nowego sposobu ujawnionego w niniejszym, wykorzystującego lateks gumy naturalnej, oznacza, że co najmniej około 95% wagowych węglowodoru gumowego lateksu jest skoagulowanego, korzystniej co najmniej około 97% wagowych, a najkorzystniej co najmniej 99% wagowych jest skoagulowanych.

Przedmieszka (lub inny kompozyt elastomerowy) wytworzony w etapie mieszania na mokro, ewentualnie przechodzi każdą odpowiednią dodatkową. obróbkę przed dodaniem dodatkowego elastomeru w etapie mieszania na sucho sposobu na mokro/sucho ujawnionego w niniejszym. Odpowiednie urządzenie do etapu mieszania na sucho jest dostępne na rynku i będzie oczywiste dla fachowców, korzystających z tego opisu. Odpowiednie urządzenie do mieszania na sucho obejmuje np. mieszalniki Banbury, młyny, mieszalniki walcowe, itd. Koagulat z etapu mieszania na mokro, z, lub bez jakiejkolwiek dodatkowej obróbki pośredniej, wprowadza się do mieszalnika Banbury lub innego urządzenia mieszającego razem z dodatkowym elastomerem, w każdym odpowiednim porządku i wzajemnym udziale, odpowiednim do zamierzonego użycia lub zastosowania. Fachowiec, korzystając z tego opisu, będzie w stanie określić odpowiedni porządek dodawania i wzajemny stosunek wobec produktu mieszania na mokro oraz dodatkowego elastomeru. Podobnie, fachowcy będą w stanie, korzystając z tego opisu, wybrać odpowiednie składniki dodatkowe do dodawania podczas etapu mieszania na sucho, odpowiednie do zamierzonego użycia lub zastosowania, np. olej napełniający, środki wulkanizujące i inne dodatki znane do stosowania kompozytów elastomerowych i mieszanin kompozytów elastomerowych ogólnego typu ujawnionego tutaj.

Sposób i urządzenie ujawnione i opisane w niniejszym wytwarza mieszaniny kompozytów elastomerowych, mające doskonałe właściwości fizyczne i cechy wydajności. Nowe mieszaniny kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku, obejmują kompozycje wytworzone wyżej opisanym sposobem i urządzeniem, jak również związki pośrednie oraz końcowe produkty wykonane z takich kompozycji przedmieszki.

Szczególnie, można wytworzyć przedmieszkę elastomerową przy użyciu naturalnego lateksu gumowego (koncentrat lateksowy lub lateks połowy), razem z napełniaczem z sadzy różnego stopnia, mającą doskonałe właściwości fizyczne i cechy wydajności. Obecnie z powodzeniem stosuje się sadze w szerokim rynkowym użyciu do takich zastosowań jak bieżnik opony, jak również sadze jak dotąd uznawane za nieodpowiednie do stosowania rynkowego w znanym urządzeniu i znanymi metodami. Te nieodpowiednie sadze, ponieważ ich wysokie pole powierzchni i niska struktura czynią je niepraktycznymi do uzyskiwania dopuszczalnego poziomu makrodyspersji na rutynowym poziomie zawartości dla sadzy i/lub do zabezpieczenia ciężaru cząsteczkowego elastomeru, są wysoce zalecane dla pewnych zastosowań nowych mieszanin kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym. Taka mieszanina kompozytowa elastomeru posiada, jak się okazało, doskonałą dyspersję sadzy w elastomerze. Ponadto, te korzystne wyniki uzyskano bez potrzeby etapu koagulacji, obejmującego traktowanie zbiornikiem lub strumieniem roztworu kwasu lub in nego koagulanta. Tak więc, nie tylko można uniknąć kosztów i komplikacji takiego traktowania koagulantem, lecz także unika się potrzeby manipulacji przy wypływających strumieniach, podczas takich operacji.

Wcześniejsze znane techniki mastykacji nie mogły osiągnąć równej dyspersji napełniaczy w mieszaninach kompozytowych elastomerów bez istotnego rozkładu ciężaru cząsteczkowego, a zatem nie wytwarzają nowych kompozycji gumy naturalnej wykonanej zgodnie z pewnymi zalecanymi postaciami realizacji według niniejszego wynalazku. Z tego względu, ujawnia się tutaj nowe mieszaniny kompozytu elastomerowego, mające doskonałą makrodyspersję sadzy w gumie naturalnej, nawet sadzy, mających stosunek struktury do pola powierzchni DBPA:CTAB poniżej

1,2 i nawet mniejszą niz 1,0, przy wysokim ciężarze cząsteczkowym gumy naturalnej. Znane techniki mieszania w przeszłości nie osiągały takiej doskonałej makrodyspersji sadzy bez istotnego rozkładu ciężaru cząsteczkowego gumy naturalnej, a zatem, nie wytwarzały nowych kompozy22

189 105 cji przedmieszki i innych kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku. Zalecane nowe mieszaniny kompozytu elastomerowego według tego opisu, mające poziom makrorozmieszczenia sadzy nie dotąd osiągnięty, można stosować zamiast materiałów elastomerowych z wcześniejszego stanu techniki, mających słabszą makrodyspersję. Tak więc, ujawnione w niniejszym mieszaniny kompozytu elastomerowego można stosować jako związki wulkanizujące, zgodnie ze znanymi technikami. Takie nowe związki wulkanizujące w zalecanych postaciach realizacji, mają jak odkryto, cechy fizyczne i właściwości wydajności generalnie porównywalne i w pewnych przypadkach znacznie lepsze niż inne porównywalne związki wulkanizowane, obejmujące przedmieszkę o słabszej makrodyspersji. Mieszaniny kompozytu elastomerowego można wytwarzać według niniejszego wynalazku, przy skróconym czasie mieszania, zmniejszonym wkładzie energii i/lub zaoszczędzeniu innych kosztów.

Jak stosuje się tutaj, strukturę sadzy można mierzyć w postaci wartości adsorpcji dibutyloftalanu (DBPA), wyrażonej jako centymetry sześcienne DBPa na 100 gramów sadzy, zgodnie z procedurą przedłożoną w ASTM D2414. Pole powierzchni sadzy można zmierzyć w postaci CTAB wyrażonego jako metry kwadratowe na gram sadzy, zgodnie z prcedurą przedłożoną w ASTM D3765-85. Będzie można poznać, że inne czynniki wpływające na poziom dyspersji uzyskiwany przy użyciu sposobu i urządzenia ujawnionego w niniejszym, obejmują stężenie sadzy w zawiesinie, całkowity wkład energii do zawiesiny, i nakład energii podczas mieszania strumieni płynu, itd.

Jakość makrodyspersji sadzy w przedmieszce gumy naturalnej ujawnionej tutaj, jest znacznie wyższa niż w przedmieszkach ze stanu techniki o w przybliżeniu równej Mw/ (średni ciężar). W pewnych zalecanych postaciach realizacji doskonałe rozmieszczenie sadzy uzyskuje się z Mw/i w przybliżeniu równym ciężarowi gumy naturalnej w stanie lateksu polowego (np. około 1,000,000) stanu wcześniej nie osiągnietęgo. Zaleta jakości dyspersji jest zwłaszcza istotna w wyżej wspomnianych postaciach realizacji przy użyciu sadzy o niskiej strukturze i wysokim polu powierzchni, np. DBPA poniżej 110 cc/100 g, CTAB większy niż 45 do 65 m²/g, a DBPA:CTAB poniżej 1,2, a korzystnie mniej niż 1,0.

Przykłady

Procedury testowe

Następujące procedury testowe użyto w przykładach i porównaniach przedstawionych poniżej.

1. Guma związana: Próbkę, ważącą 5 g ±0,25 g waży się i umieszcza w 100 ml toluenu w szczelnej kolbie i przechowuje w temperaturze otoczenia przez około 24 godziny. Następnie toluen wymienia się na 100 ml świeżego toluenu i kolbę przechowuje się przez 4 dni. Próbkę następnie usuwa się z rozpuszczalnika i dodatkowo suszy w piecu próżniowym w temperaturze otoczenia przez 24 godziny. Następnie próbkę waży się i oblicza związaną gumę z danych utraty ciężaru.

2. MWoi: Jak stosuje się w tym opisie i zastrzeżeniach, Mw_Aj odnosi się do średniego ciężaru cząsteczkowego zolowej części gumy naturalnej. Prześledzono standardowe techniki GPC dla pomiaru ciężaru cząsteczkowego, zgodnie z następującym:

2.1 Dwie kolumny 10 pm 10⁶ A. kolumna 10 pm 500 A i kolumna 10 pm o mieszanym łożu od Polymer Laboratories, UK.

2.2 Detekcja UV przy' 215 nm.

2.3. Rozpuszczalnik: tetrahydroiuran (THF)

2.4. Stężenie, nominalnie 2 mg/ml w THF.

2.5. Próbki odstawia się do rozpuszczenia w THF przez 3 dni, stabilizuje BHT.

2.6 Roztwory wiruje się w celu oddzielenia jakiegokolwiek żelu i supematant wstrzykuje się na kolumnę.

2.7 Preparaty próbek. Preparat próbki planuje się tak, aby wytworzyć stężenia zolu w zakresie 0,5 do 0,05% wagowych, w celu zapewnienia dobrej odpowiedzi detektora dla dokładnego pomiaru rozmieszczenia ciężaru cząsteczkowego. W zależności od zawartości napełniacza, ciężar próbki reguluje się zgodnie z następującym wzorem:

ciężar próbki=(100+zawartość napełniacza (części na sto części)*20/100 mg+/- 2 mg

189 105

Próbki umieszcza się w fiolkach zabezpieczonych przed UV w 4 ml stabilizowanego tetrahydrofuranu (THF), zawierającego 0,02% butylowanego hydroksytoluenu na trzy dni. Supematant z etapu rozpuszczania, zawierający w większości część zolu, przenosi się do teflonowych rurek wirówki i wiruje w wirówce Avanti 30 (Beckmann) przez 60 minut przy 26,000 obrotach na minutę (odpowiadających maksymalnemu natężeniu pola 57,500 g). Przy tym natężeniu pola, większość fazy żelowej osadza się, pozostawiając supematant pozbawiony żelu. Ten roztwór pozbawiony żelu rozcieńcza się 1:5, ponownie używając stabilizowanego THF. W tym punkcie, próbki przenosi się do fiolek GPC i umieszcza wewnątrz Waters 717 Auto-Sampler (Waters Corporation, Milford, Massachusetts. USA) w preparacie do testowania GPC.

Określenie ciężaru cząsteczkowego. Następnie określa się średni ciężar cząsteczkowy części zolu Mwz_n]. Stosując oprogramowanie Millenium (dostępne od Waters Corporation, Milford, Massachusetts, USA) określa się linię podstawową, stosując sposób wartość minimalna do wartości minimalnej wewnątrz przyrostów czasowych, wynoszących 15 i 35 minut. Ten przyrost czasowy jest odpowiedni dla zbioru kolumn opisanych w powyżej w paragrafie 2.1 z tempem przepływu fazy ruchomej ustawionym na 0,75 ml/minutę. Po ustaleniu rozsądnej linii podstawowej, można określić dystrybucję. Czas elucji przekształca się w ciężar cząsteczkowy. Sporządza się roztwory polistyrenu wykonane z dostępnych na rynku wzorców (EasiCal: Polymer Laboratories, U.K.), zawierające serie ciężarów cząsteczkowych z bardzo wąską dystrybucją. Przekształcenie ciężaru cząsteczkowego polistyrenu w równoważniki ciężaru cząsteczkowego poliizoprenu opiera się o uniwersalną metodę kalibracji Benoit i współpracowników. Promień hydrodynamiczny jest proporcjonalny do produktu o ciężarze cząsteczkowym razy wewnętrzna lepkość. Po przekształceniu ciężarów cząsteczkowych polistyrenu w równoważniki poliizoprenu, krzywa kalibracji odnosi absolutny ciężar cząsteczkowy do czasu elucji. Wzorce uruchamia się w warunkach identycznych do próbek, i wzorce integruje się w celu przypisania odpowiedniego ciężaru cząsteczkowego dla danego czasu elucji, na podstawie najlepszego dopasowania do danych wzorców. Po prawidłowym przekształceniu czasu na podstawie dystrybucji, w ciężar cząsteczkowy, oblicza się średnie odpowiedniego ciężaru cząsteczkowego, za pomocą programu Millenium Waters.

3. Lepkość Mooney'a: Postępuje się zgodnie ze standardowymi procedurami dla ML(1+4)@100°C.

4. Warunki wulkanizacji próbki testowej: Kawałki testowe wulkanizuje się do 150°C przez okresy czasu wskazane poniżej:

4.1 Rozciąganie płaskie: 20 minut

4.2 Odbojność: 23 minuty.

4.3 Twardość: 23 minuty

4.4. Narastanie cieplne: 25 minut.

5. Dyspersja: Stosuje się metodę Cabot Dispersion Chart z subiektywną oceną 50x mikrografów optycznych. (Metoda ASTM D2663).

6. Odkształcenie przy naprężeniu: Testowane wobec BS903:A2 i ISO 37.

7. Twardość: Testowana wobec ISO 48 (1994), temperatura23°C.

8. Odbojność: Testowana wobec BS903:A8 (1990), metoda A, temperatura 23°C (8 mm wylany kawałek testowy w kształcie krążka).

9. Narastanie cieplne: Testowane wobec ASTM D2623, metoda A.

9.1. Temperatura startowa: 23°C

9.2. Obciążenie statyczne: 11,35 kg

9.3 Uderzenie: 0,57 cm

9.4. Częstotliwość: 30 Hz

9.5 Przebieg przez 30 minut.

10. Tangens 5: Mierzony na modelu Rheometrics® RDS II. Opisywane wartości są maksymalnymi dla odkształceń naprężeniowych. Odkształcenia naprężeniowe w temperaturze 0°, 30° i 60°C, 1 Hz i 0,1% do 60% naprężenia.

11. Odporność na wzrost pęknięcia: Mierzona zgodnie z ASTM D3629-94

189 105

Przykład A

Wytworzono przedmieszke elastomerową zgodnie z wynalazkiem. Konkretnie, wytworzono przedmieszkę elastomerową, obejmującą standardowy lateks połowy gumy naturalnej z Malezji z 52,5 części na sto części napełniacza, składającego się z sadzy stopnia handlowego N234 dostępnego od Cabot Corporation. Właściwości lateksu polowego naturalnej gumy dostarczono w tabeli 1 poniżej.

Tabela 1. Właściwości lateksu gumy naturalnej

Dodatki	% suchej gumy	% całości ciał stałych	% popiołu	Azot ppm	Lotny kwas tłuszczowy	ML(I+4) @100°C
0,15% HNS^a0,3% NH3, ZnO TMTD^b	28,4	34,2	0,38	0,366	0,052	68

a. NS. obojętny siarczan hydroksyloaminy, stabilizator lepkości Mooney h ZnO/TMrD' stosowany jako konserwant biologiczny, zwykle 0,025% mieszaniny 1 1

Preparat pełnego związku przedłożono w tabeli 2 poniżej, i reprezentuje rynkowy bieżnik opony ciężarówki, o której wiadomo, że posiada doskonałą odporność na odwracanie w czasie wulkanizacji.

T a b e 1a 2. Preparat przedmieszki

Składnik	Części wagowe
Guma	100
Sadza	52,5
ZnO	4,0
Kwas stearynowy	2,0
6PPD (przeciwutleniacz)	2,0
Suproof Improved (wosk)	2,0
Ennerflex 74 (olej aromatyczny)	3,0
Całość	165,5

Urządzenie do wytwarzania przedmieszki elastomerowej było zasadniczo identyczne jak urządzenie opisane powyżej w odniesieniu do fig. 1 i 7 z rysunków. Zakończenie dyszy zawiesiny (patrz odniesienie nr 167 w fig. 7) miało średnicę 0,1 mm o korpusie (patrz odniesienie nr 168 w fig. 7), mającym długość osiową 5,1 mm. Strefa koagulacji miała średnicę 4,8 mm) i długość osiową 25 mm stałej średnicy między strefą mieszania i jej otworem wyjściowym. Wytwarzanie przedmieszki opisano bardziej szczegółowo tuż poniżej.

1. Wytwarzanie zawiesiny sadzy. Torby z sadzą wymieszano z dejonizowaną wodą w zbiorniku do zawiesiny sadzy zaopatrzonym w mieszadło. Mieszadło rozbiło granulki na fragmenty i utworzyła się surowa zawiesina o L2,5% wagowych sadzy. Podczas operacji, zawiesinę tę pompowano ciągle za pomocą powietrznej pompy membranowej do młyna koloidalnego dla początkowej dyspersji. Następnie zawiesinę podano przez pompę od zwiększającej się objętości do homogenizatora, konkretnie homogenizatora model M3 od APV Gaulin, Inc. Homogenizator wytworzył dokładnie rozdrobnioną zawiesinę. Tempo przepływu zawiesiny z homogenizatora do strefy mieszania ustawiono przez prędkość homogenizatorą, przy czym homogenizator działał jak wysokociśnieniowa pompa wyporowa. Tempo przepływu zawiesiny monitorowano za pomocą miernika przepływu masowego Micromotion®. Zawiesinę sadzy poda189105 no do homogenizatora pod ciśnieniem wynoszącym od 344,5-689 kPa i ciśnienie homogenizacji ustawiono na 2756 kPa, tak że zawiesinę wprowadzono w postaci wtrysku do strefy mieszania przy tempie przepływu 111,6-119,7 kg/h) i przy prędkości około 39,6 m/s.

2. Dostarczanie lateksu. Lateks załadowano do ciśnieniowego zbiornika zasilającego o objętości 0,38 m³. Do lateksu przed załadowaniem dodano emulsję środka przeciwutleniającego. Dodano przeciwutleniacze, składające się z 0,3 części fosforynu tris-nonylofenylu (TNPP) i 0,4 części Santoflek® 134 (mieszanina alkiloarylo-p-fenylenodiaminy). Każdy z przeciwutleniaczy wytworzono w postaci 15% wagowych emulsji przy użyciu 3 części oleinianu potasu na 100 części przeciwutleniacza razem z wodorotlenkiem potasu dla regulacji pH emulsji do około 10. Dodano także 3 phr oleju napełniającego. Do przeniesienia lateksu ze zbiornika zasilającego do strefy mieszania reaktora koagulacji, użyto ciśnienia powietrza 351,6 kPa. Tempo przepływu lateksu wynosiło 87,1-92,5 kg/h oraz około 1,2 m/s i mierzono je automatycznie oraz kontrolowano miernikiem przepływu masowego Micromotion® i zaworem zaciskowym rury gumowej. Żądaną zawartość sadzy, wynoszącą 52,5 części na sto części otrzymano przez utrzymanie odpowiedniego stosunku tempa podawania lateksu do tempa podawania zawiesiny sadzy.

3. Mieszanie sadzy i lateksu. Zawiesinę sadzy i lateks wymieszano przez porwanie lateksu do zawiesiny sadzy. Podczas porywania, sadzę dokładnie wymieszano z lateksem i mieszaninę skoagulowano. Miękkie, wilgotne, gąbczaste „robaczki” koagulatu opuściły reaktor koagulacji.

4. Odwadnianie. Wilgotne drobiny wyładowane z reaktora koagulacji miały około 79% wody. Wilgotne drobiny odwodniono do około 5 do 10% wilgotności, z użyciem wytłaczarki odwadniającej (The French Oil Mili Machinery Company; 8,9 cm średnicy). W wytłaczarce, wilgotne drobiny skompresowano i wyciśnięto wodę z drobin przez szczelinę bębna wytłaczarki.

5. Suszenie i chłodzenie. Odwodnione drobiny spuszczono do drugiej wytłaczarki, gdzie je ponownie skompresowano i ogrzano. Wodę odrzucono podczas wydalania drobin przez matrycę płytkową wytłaczarki. Temperatura wyjściowa produktu wynosiła około 149°C, zawartość wilgoci wynosiła około 0,5 do 1% wagowego. Gorące, suche drobiny ochłodzono gwałtownie (około 20 sekund) do temperatury około 38°C przez przenośnik wibracyjny z wymuszonym obiegiem powietrza. Otrzymane suche drobiny miały około 66% wagowych ciał stałych gumy i około 33% wagowe sadzy.

Przykład B

Wytworzono przedmieszkę kontrolną przez suchą mastykację. Kontrola stosowała takie same preparaty jak w przykładzie A (patrz, tabela 2 powyżej), z wyjątkiem tego, że naturalna guma była SMR 10, a nie lateksem. Wytworzono go przez wstępną mastykację gumy w mieszalniku OOC Banbury (około 3 kg) przy 50 obrotach na minutę przy użyciu 10 części sadzy. Przeprowadzono mastykację wstępną przez około 3 minuty do całkowitej ilości 800 MJ/m3. Porównanie przykładu A i przykładu B

Przedmieszkę z przykładu A i przedmieszkę kontrolną z przykładu B opracowano w dwuetapowej operacji mieszania w mieszalniku OOC Banbury (około 3 kg). Tabela 3 poniżej przedstawia tryb mieszania dla pierwszego etapu. Można zauważyć, że przedmieszką z przykładu A postępowała zgodnie z modyfikowanym trybem mieszania.

T a b e 1 a 3. Etap 1 trybów mieszania

Czas (minuty)	przykład A	Przykład B Kontrolna mieszanina sucha
1	2	3
0,0	Wszystkie składniki	Guma wstępnie mastykowana
0,5		Sadza i olej
1,0	Odchylenie
1,5		Pozostałe składniki
2,0

189 105

c.d. tabeli 3

1	2	3
2,5		Odchylenie
3,0
X	Zrzut przy około 700 MJ/m³	zrzut przy około 1,000 MJ/m3

W drugim etapie dodano środki wulkanizujące wymienione w tabeli 4 poniżej, z dodatkowym cyklem mieszania, wynoszącym 500 MJ/m .

Tabela 4 Dodanie środków wulkanizujących w ostatnim etapie

Składnik	Części wagowe
Związek z etapu 1	165,5
Goodyear Winstay 100 (przeciwutleniacz)	1,0
TBBS (przyspieszacz siarki)	1,8
Siarka	1,0
Całość	169,3

Tak więc, energia mieszania Banbury dla opracowania przedmieszki z przykładu A wynosiła około 53% energii mieszania Banbury wymaganej dla mastykacji wstępnej i opracowywania materiału kontrolnego z przykładu B. Mimo zmniejszonego nakładu energii, materiał z przykładu A miał bardzo dobrą makrodyspersję i ciężar cząsteczkowy (średni ciężar) jego części zolowej Mw_Z(5l był znacznie wyższy niż ten z kontroli. Dane te omówiono w tabeli 5 poniżej.

T a b e l a 5. Dane opracowywania i wulkanizacji

Próbka	Energia mieszania (MJ/m3)	ML(1+4), 100°C	Mw
	Mastykacja wstępna	Etap 1	Koniec	Całość	Etap 1	Koniec	Średni ciężar
Przykład A	0	694	500	1,194	102	72	444,900
Przykład B	800	965	500	2,265	92	67	327,000

Dodatkowe wyniki testów dla wulkanizowanego (niepostarzonego) materiału z przykładu A oraz kontrolnego, przedłożono w tabeli 6 poniżej.

Tabela 6. Dane testów dodatkowych

Próbka	Twardość	100% modu	ł (MPa)	300% m	noduł (MPa)	Odginanie	(MPa)
Przykład A	71	2,82	16,1	28,7
Przykład B	72	3,12	16,2	28,5
					K ΛnIzay mnnnyę tratin-O yliiuiii y iuuŁvno
Wydłużeme Odbojność	Narastanie		delta
Próbka	zrywające (%)	(%)	cieplne (°C)	60°C	30°C	0°C
Przykład A	526	56,5		70,5	0,203	0,240	0,290
Przykład B	511	57,6		76,5	0,206	0,236	0,286

189 105

Przykład C

Wytworzono przedmieszkę elastomerową zgodnie z wynalazkiem. Konkretnie, wytworzono przedmieszkę elastomerową, obejmującą standardowy lateks połowy gumy naturalnej z Malezji z 55 phr napełniacza, składającego się z sadzy stopnia handlowego Regal® dostępnego od Cabot Corporation. Właściwości preparatu związku (wyłączywszy pomniejsze dodatki do lateksu polowego) przedłożono w tabeli 7 poniżej.

Tabela 7

Składnik	Części wagowe
Guma	100
Sadza	55
Santofleks 134 (przeciwutleniacz)	0,4
TNPP (przeciwutleniacz)	0,3
Całość	155,7

Urządzenie do produkcji przedmieszki elastomerowej było zasadniczo identyczne jak urządzenie opisane powyżej w odniesieniu do fig. 1, 3 i 7 rysunków. Zakończenie dyszy zawiesiny (patrz odniesienie nr 167 w fig. 7) miało średnicę 0,6 mm i korpus (patrz odniesienie nr 168 w fig. 7), mający długość osiową 5 mm). Strefa koagulacji (patrz odniesienie nr 53 w fig. 7) obejmowała pierwszą część o średnicy 4,8 mm i około 25 mm długości osiowej (będącej częściowo wewnątrz głowicy mieszającej i częściowo wewnątrz uszczelnionego wydłużenia); drugą część o średnicy 6,8 mm i 40,6 mm długości osiowej; trzecią część o średnicy 9,6 mm i długości osiowej 57 mm; oraz czwartą cześć o średnicy 13,5 mm i długości osiowej 81,0 mm). Oprócz tego znajdują się tam wyoblone połączenia o krótkiej osi między wyżej wspomnianymi częściami. Wytwarzanie przedmieszki opisuje się bardziej szczegółowo tuż poniżej.

1. Wytwarzanie zawiesiny sadzy. Torby z sadzą wymieszano z dejoińzowanąwodąw zbiorniku do zawiesiny sadzy zaopatrzonym w mieszadło. Mieszadło rozbiło granulki na fragmenty i utworzyła się surowa zawiesina o 14,9% wagowych sadzy. Surową zawiesinę poddawano recyrkulacji przy użyciu młyna rurowego. Podczas operacji, zawiesinę tę pompowano ciągle za pomocą powietrznej pompy membranowej do młyna koloidalnego dla początkowej dyspersji. Następnie zawiesinę podano przez pompę od zwiększającej się objętości do homogenizatora, konkretnie homogenizatora Mrcroflurdizer Model M210 od Microfluidics Internationa! Corporation w celu wytworzenia dokładnie rozdrobnionej zawiesiny. Tempo przepływu zawiesiny z mikrofluidyzatora do strefy mieszania ustawiono przez prędkość mikrofluidyzatora, przy czym mikrofluidyzator działał jak wysokociśnieniowa pompa wyporowa. Tempo przepływu zawiesiny monitorowano za pomocą miernika przepływu masowego Micromotion®. Zawiesinę sadzy podano do mikrofuidyzatora pod ciśnieniem wynoszącym około 896 kPa i ciśnienie wyjściowe ustawiono na 20682 kPa do akumulatora ustawionego na 3102 kPa ciśnienia wyjściowego, tak że zawiesinę wprowadzono do strefy mieszania w postaci wtrysku, przy tempie przepływu wynoszącym około 106,1 kg/h i przy prędkości około 91,4 m/s.

2. Dostarczanie lateksu. Lateks załadowano do zbiornika, konkretnie bębna o objętości 0,21m³. Do lateksu przed załadowaniem dodano emulsję środka przeciwutleniającego. Dodano przeciwutleniacze, składające się z 0,3 części fosforynu tris-nonylofenylu (TNPP) i 0,4 części Santoplex® 134 (mieszanina alkiloarylo-p-fenylenodiaminy). Każdy z przeciwutleniaczy wy^tw/orzono w postaci 40% wagowych emulsji przy użyciu 4 części oleinianu potasu na 100 części przeciwutleniacza razem z wodorotlenkiem potasu celem regulacji pH emulsji do około 10. Do przeniesienia lateksu ze zbiornika zasilającego do strefy mieszania reaktora koagulacji, pompy perystaltycznej. Tempo przepływu lateksu wynosiło 87,1-89,8 kg/h oraz około 1,2 m/s i mierzono je miernikiem przepływu masowego Endress + Hauser (Greenwood, Indiana. USA). Żądaną zawartość sadzy, wynoszącą 55 części na sto części otrzymano przez utrzymanie odpowiedniego stosunku tempa podawania lateksu do tempa podawania zawiesiny sadzy.

189 105

4. Odwadnianie Wilgotne drobiny wyładowane z reaktora koagulacji miały około 78% wody. Wilgotne drobiny odwodniono do około 12 do 13% wilgotności, z użyciem wytłaczarki odwadniającej (The French Oil Mili Machinery Company; 8,9 cm średnicy). W wytłaczarce, wilgotne drobiny skompresowano i z drobin wyciśnięto wodę oraz poprzez szczelinę bębna wytłaczarki.

5. Suszenie i chłodzenie. Odwodnione drobiny spuszczono do drugiej wytłaczarki, gdzie je ponownie skompreso wano i ogrzano. Wodę odrzucono podczas wydalania drobin przez matrycę płytkową wytłaczarki. Temperatura wyjściowa produktu wynosiła około 137, 8-187,8°C), a zawartość wilgoci wynosiła około 0,3 do 0,4% wagowego. Gorące, suche drobiny ochłodzono gwałtownie (około 20 sekund) do temperatury około 37,8°C przez przenośnik wibracyjny z wymuszonym obiegiem powietrza.

Przykłady DiE

Wytworzono dwie kontrolne przedmieszki mieszane na sucho, przez mastykację na sucho. Kontrole wykorzystywały takie same preparaty jak przykład C (patrz tabela 7 powyżej), w wyjątkiem, że w przykładzie D gumą była raczej RSS1 NR niż lateks. W przykładzie E gumą była SMR 10 NR. Każdą wytworzono przez mastykację wstępną gumy w mieszalniku BR Banbury. Gumę z przykładu D mastykowano przy 118 obrotach na minutę przez 10 minut. Gumę z przykładu E mastykowano przy 77 obrotach na minutę przez 4 minuty.

Porównanie przykładów C, D i E

Opracowano przedmieszkę z przykładu C i dwie kontrolne przedmieszki z przykładu D i E w mieszalniku Br Banbury. Tabela 8 poniżej przedstawia tryby opracowywania.

T a b e 1a 8. Tryby opracowywania

Przedmieszką	Mastykacja wstępna	Etap 1 mieszanie	Etap II (końcowy) mieszanie
Przykład C	Brak	Brak	Mieszalnik BR Banbury 77 rpm 4,5 minuty
Przykład D	Mieszalnik BR Banbury 118 rpm 10 minut	Mieszalnik BR Banbury 77 rpm 3 min	Mieszalnik BR Banbury 77 rpm 4,5 minuty
Przykład E	Mieszalnik BR Banbury 77 rpm 4 minuty	Mieszalnik BR Banbury 77 rpm 8 minut	Mieszalnik BR Banbury 77 rpm 4,5 minuty

Opracowywanie preparatu podano w tabeli 9 poniżej.

Tabela 9: Etap II. Dodawanie środków wulkanizujących

Składnik	Części wagowe
1	2
Przedmieszką z przykładu 4	155
Mieszanie na sucho z etapu 1 przykładu 5 lub 6	4,0
Azo 66 (tlenek cynku)	2,0
Hystyrene 5016 (kwas stearynowy)	2,0
Santoflex 13 (przeciwutleniacz)	2,0
Sunproof Improved (wosk)	2,0

189 105

c.d. tabeli 9

1	2
Wmstay 100 (przeciwutleniacz)	1,0
Santocure NS (przyspieszacz siarki)	1,8
Siarka	1,0
Całość	168,8

Wszystkie związki wykazywały dobrze zachowane wulkanizowanie z minimalnym odwracaniem. Mimo zmniejszonego nakładu energii, materiał z przykładu C jak odkryto, ma znacznie lepszą makrodyspersję niż kontrole mieszane na sucho, oraz ciężar cząsteczkowy (średni ciężar) jego części zolu Mw_zo| był znacznie wyższy niż kontroli. Dane te omówiono w poniższej tabeli 10.

Tabela 10: Właściwości przedmieszki i związku

	Przykład C	Przykład D	Przykład E
Właściwości przedmieszki
Lepkość Mooney'a ML(1+4)@100°C	125	124	126
Guma związana (%)	50	32	44
MWzol	0,678	0,466	0,463
Procent pola niezdyspergowanego (D%)	0,12	1,48	2,82
Właściwości związku
Twardość	62	65	62
Moduł sprężystości 100% (psi)	239	315	270
Moduł sprężystości 300% (psi)	1087	1262	1216
Naprężenie rozciągające (psi)	4462	4099	4344
Wydłużenie %	675	591	600
Maksymalny tangens delta@60°C (odchylenie naprężenia)	0,189	0,237	0,184
Tempo wzrostu pęknięcia (cm/milion cykli)	0,8	5,0	5,8

Dodatkowe przykłady i porównania

Wytworzono szczególnie zalecane kompozyty elastomerowe według niniejszego wynalazku, zgodnie z ujawnionym tu sposobem i urządzeniem. W szczególności utworzono nowe kompozycje przedmieszki z lateksu gumy naturalnej i napełniacza sadzy, mające znacznie lepszy poziom makrodyspersji i/lub ciężar cząsteczkowy gumy naturalnej, niż w dotychczas znanych kompozycjach tworzonych z takich samych lub podobnych materiałów wyjściowych. Fig. 8 ukazuje pole powierzchni i strukturę różnych napełniaczy z sadzy stosowanych w tych zalecanych kompozycjach przedmieszki, konkretnie ukazuje się pole powierzchni CTAB wyrażone w metrach kwadratowych na gram sadzy, na ASTM D3765-85 oraz wartość absorpcji ftalanu ibutylu (DBPA) wyrażoną w centymetrach sześciennych DBP na sto gramów sadzy na ASTM D2414. Jak widać fig. 8 jest podzielona na trzy różne obszary sadzy. Obszar I zawiera sadze, mające nizszą strukturę i wyższe pole powierzchni, będąc najtrudniejszymi do zdyspergowania w gumie naturalnej i innych elastomerach przy użyciu tradycyjnych technik mieszania na sucho. Skutkiem tego, sadze z obszaru I nie są stosowane komercyjnie tak szeroko jak inne sadze. Przedmieszką i wulkanizowane kompozycje elastomerowe wykonane z użyciem sadzy z obszaru I przy użyciu tradycyjnych technik mieszania na sucho, mają słabszą makrodysper30

189 105 sję i zwykle niższy Mwzol. Sadze z obszaru II mają wyższą strukturę niż z obszaru I. Zwykle osiągają one rozsądnie dobrą dyspersję w gumie naturalnej dla produktów będących oponami pojazdów i innych, jeśli podda się je takiemu poszerzonemu mieszaniu na sucho, że Mwzol gumy naturalnej zostanie znacznie obniżony. Sadze z obszaru III w fig. 8 mają niższe pole powierzchni w stosunku do ich struktury. W związku z tym stosuje się je przy dopuszczalnej dyspersji w gumie naturalnej, przez mieszanie na sucho, lecz ponownie z niepożądanym obniżeniem Mwzol. Dyspersja sadzy we wszystkich trzech regionach z fig. 8, konkretnie makrodyspersja, jest znacznie poprawiona w kompozytach elastomerowych ujawnionych w niniejszym, i według zalecanych postaci realizacji można uzyskać znacznie wyższy Mwzol gumy naturalnej.

Próbki kontrolne 1-443

Wytworzono próbki kontrolne przez mieszanie na sucho według następujących procedur, w celu porównania kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku.

1. Masty facja gumy naturalnej.

W celu wytworzenia suchych przedmieszek o szerokim zakresie ciężaru cząsteczkowego, bale komercyjnej gumy naturalnej (RSS1, SMR CV i SMR 10) mastykowano wstępnie w mieszalniku BR Banbury, stosując następujące warunki (współczynnik wypełnienia: 0,75):

Tabela 11. Warunki mastykacji gumy naturalnej

Kod próbki	Mastykacja	Prędkość wirnika (obroty/min)	Woda chłodząca	Czas mastykacji (minuty)
M1	nie
M2	tak	77	jest	4
M3	tak	118	jest	6
M4	tak	118	jest	10

2. Mieszenie scdzy ze wstępnie yestykoweną gryą actrrclaą

W celu wytworzenia suchych przedmieszek gumy naturalnej o różnym poziomie jakości makrodyspersji, użyto następujące procedury mieszania w mieszalniku BR Banbury. Współczynnik wypełnienia wynosił 0,70. Składniki przedmieszki i procedury mieszania opisano następująco w tabeli 12.

Tabela 12 Preparat suchej przedmieszki gumy naturalnej

Składnik	phr (części na sto części wagowych gumy)
Guma naturalna	100
Sadza	patrz tabele poniżej
Ofej	patrz tabele poniżej
Santofex (przeciwutleniacz)	0,4
TNPP (przeciwutleniacz)	0,3
Procedury mieszania minuta 0. Dodać wstępnie mastykowaną gumę naturalną (77 obrotów na minutę, 45°C) minuta 1 Dodać sadzę, olej i przeciwutienlacze

Wytworzono różne poziomy makrodyspersji przez mieszanie na sucho próbek Ml do M4 wstępnie mastykowanej gumy naturalnej przez różne czasy mieszania, jak ukazano w poniższej tabeli 13. Przykładowo, kod próbki M2D1 w tabeli 13 wskazuje próbkę kontrolną wstępnie mastykowanej gumy naturalnej Ms (patrz tabela 11 powyżej) mieszaną przez 10 minut zgodnie z preparatem z tabeli 12.

189 105

T a b e 1 a 13. Czasy mieszania

Sucha przedmieszką gumy naturalnej - kod próbki	Wstępnie mastykowana gumna naturalna	Czas mieszania
M1D4	Ml	4
M1D3	Ml	6
M1D2	Ml	8
MIDI	Ml	10
M2D4	M2	4
M2D3	M2	6
M2D2	M2	8
M2D1	M2	10
M3D4	M3	4
M3D3	M3	6
M3D2	M3	8
M3D1	M3	10
M4D4	M4	4
M4D3	M4	6
M4D2	M4	8
M4D1	M4	10

Mieszanie końcowe próbek kontrolnych przedmieszki gumy naturalnej

Aby ocenić wydajność związku, dodano dodatkowe składniki do próbek kontrolnych suchej przedmieszki mastykowanej gumy naturalnej z tabeli 13, zgodnie z preparatem ukazanym w tabeli 14.

Tabela 14. Dodatkowe składniki do mieszania końcowego

Składnik	Ilość(phr)
Azo 66 (tlenek cynku)	4,0
Hyystere 5016 (kwas stearynowy)	2,0
Santoflex 13 (przeciwutleniacz)	2,0
Sunproof Improved (wosk)	2,0
Wingstay 100 (przeciwutleniacz)	1,0
Sanocure NS (przyspieszacz siarki)	1,8
Siarka	1,0

Związki wulkanizowano zgodnie ze standardowymi technikami wulkanizacji w temperaturze 150°C aż do co najmniej zasadniczo zakończonej wulkanizacji, zwykle między 10 a 30 minut. Z tego względu, dla wszystkich próbek kontrolnych użyto takich samych lub zasadniczo takich samych procedur mieszania końcowego, włączając preparaty podane powyżej w tabeli 14, jak również wszystkie próbki kompozytów elastomerowych według wynalazku wytworzono w sposób

189 105 opisany poniżej (patrz „Przykłady zalecanych postaci realizacji”), które utwardzono i testowano pod względem właściwości związku i cech wydajności.

Następujące tabele 15-23 przedstawiają ciężar cząsteczkowy zolu Mw_ZOi oraz makrodyspersję D(%) próbek kontrolnych 1 do 443. Próbki pogrupowano w tabele zgodnie z wybraną sadzą. W podanej tabeli próbki pogrupowano przez wybór gumy naturalnej i zawartość sadzy oraz zawartość oleju. Nagłówki tabel ukazują tę informację zgodnie ze standardową nomenklaturą. Tak więc, np. nagłówek dla tabeli 15 „N330/55phr/0” wskazuje 55 phr sadzy N330 bez oleju. Komórki pod nagłówkami w tabeli ukazują wybór gumy naturalnej. Konkretnie, próbki kontrolne 1 do 450 jak widać, wykonano z gumy naturalnej stopnia standardowego RSS1, SMRCY i SMR10. Opis techniczy tych gum naturalnych jest szeroko dostępny, tak jak w Rubber World Magazme's Blue Book opublikowanej przez Lippincott and Pęto, Inc. (Akron, Ohio, USA). Ciężar cząsteczkowy Mwz gumy naturalnej przed każdą mastykacją wstępną (Ml) i po różnych ilościach mastykacji wstępnych (M2-M4) także ukazano poniżej w tabelach 15-23.

T a b e l a 15

Kod	N330/55phr/0
RSS1	SMRCV
Nr próbki	Mw_ZOl (K)	D (%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)
M1		1300			971
M2		932			725
M3		664			596
M4		485			482
M1D1	1	465	4,24	17	426	4,35
M1D2	2	571	3,70	18	467	3,89
M1D3	3	706	4,79	19	486	4,86
M1D4	4	770	4,52	20	535	478
M2D1	5	445	3,66	21	380	2,44
M2D2	6	490	2,68	22	398	3,71
M2D3	7	512	3,68	23	433	4,30
M2D4	8	581	3,93	24	498	5,81
M3D1	9	373	1,33	25	342	3,79
M3D2	10	402	2,50	26	358	4,35
M3D3	11	407	2,98	27	371	5,55
M3D4	12	452	3,35	28	408	5,01
M4D1	13	311	3,63	29	311	3,66
M4D2	14	337	3,40	30	325	5,31
M4D3	15	362	5,03	31	344	5,91
M4D4	16	382	5,23	32	369	5,67

Tabela 16 Tabela 17

Kod	Black Pearl 800/55phr/0	Kod	N351/33phr/20phr
RSS1	SMRCV	RSS1
Nr próbki	O _ £	D(%)	Nr próbki	Mw_ZOl (K)	D(%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D(%)
Ml		1041			869
M2		786			662		Ml		1300
M3		663			491		M2		803
M4		527			420		M3		601
M1D1	113	507	12,20	129	418	5,15
M1D2	114	551	15,10	130	482	4,94	M1D1	401	854	2,08
M1D3	115	700	10,20	131	515	6,93	M1D2	402	969	3,41
M1D4	116	786	5,72	132	583	8,74	M1D3	403	1040	3,68
M2D1	117	420	5,65	133	403	2,60	M1D4	404	1130	4,91
M2D2	118	441	6,50	134	438	2,74
M2D3	119	549	7,70	135	434	2,83	M2D1	405	648	1,15
M2D4	120	606	5,88	136	530	3,88	M2D2	406	668	2,16
M3D1	121	387	3,26	137	366	2,38	M2D3	407	675	2,98
M3D2	122	409	2,98	138	378	2,83	M2D4	408	721	4,70
M3D3	123	456	3,61	139	399	3,04
M3D4	124	483	4,61	140	431	2,39	M3D1	409	532	1,10
M4D1	125	339	2,13	141	311	2,22	M3D2	410	537	2,17
M4D2	126	367	2,23	142	332	2,27	M3D3	411	535	2,45
M4D3	127	360	2,60	143	344	2,27	M3D4	412	558	4,06
M4D4	128	403	1,96	144	390	²,⁷³

Tab e l a 18A

Kod	Regal 250/55phr/0
RSS1	SMRCV
Nr próbki	Mwzol (K)	D(%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D(%)
1	2	3
Ml		1332			1023
M2		896			748
M3		603			581
M4		408			504
M1D1	33	585	6,95	49	609	1,93

189 105

c.d. tabeli 18A

1	2	3
M1D2	34	669	8,03	50	634	3,29
M1D3	35	759	10,50	51	681	2,21
M1D4	36	896	14,1	52	702	4,09
M2D1	37	580	2,71	53	539	2,14
M2D2	38	602	2,61	54	569	2,72
M2D3	39	631	3,61	55	587	4,75
M2D4	40	667	5,43	56	595	6,25
M3D1	41	457	1,53	57	466	2,88
M3D2	42	476	2,09	58	449	3,19
M3D3	43	493	2,32	59	464	4,53
M3D4	44	495	3,54	60	500	5,89
M4D1	45	372	1,53	61	423	2,89
M4D2	46	382	2,09	62	433	3,42
M4D3	47	381	2,32	63	437	4,39
M4D4	48	403	3,54	64	447	4,73

Tabela 18B

Kod	Regal 250/65phr/0	Regal 250/75phr/0	Regal 250/65phr/10
RSS1	RSS1	RSS1
Nr próbki	Mwzol (K)	D(%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ml		1138			1138			1138
M2		901			901			901
M3		660			660			660
M4		483			483			483
M1D1	65	570	1,50	81	539	2,87	97	661	1,89
M1D2	66	622	3,25	82	624	4,50	98	702	2,69
M1D3	67	707	7,50	83	685	4,17	99	741	3,14
M1D4	68	788	4,77	84	763	14,35	100	822	5,24
M2D1	69	534	1,62	85	484	4,32	101	593	0,91
M2D2	70	548	4,19	86	512	2,96	102	572	3,48
M2D3	71	585	4,31	87	227	4,71	103	642	4,23
M2D4	72	621	6,21	88	605	4,85	104	664	5,35
M3D1	73	459	3,64	89	429	2,27	105	507	2,65

189 105

c.d. tabeli 18B

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
M3D2	74	469	5,79	90	446	2,68	106	544	2,96
M3D3	75	511	5,30	91	466	3,46	107	535	3,69
M3D4	76	541	9,13	92	491	6,22	108	524	3,27
M4D1	77	380	2,34	93	368	2,11	109	416	1,85
M4D2	78	392	2,86	94	372	3,13	110	413	3,18
M4D3	79	399	4,59	95	375	2,92	111	418	6,96
M4D4	80	395	4,57	96	388	2,92	112	441	6,46

Tabela 19 Tabela21(A)

Kod	N326/55phr/0	Kod	S6740/55/0phr
RSS1	SMRCV	RSS1
Nr próbki	MWzol (K)	D(%)	Nr próbki	MWzol (K)	D(%)	Nr próbki	MW_Zol (K)	D(%)
Ml		1200			1060	1 M1		108
								0
M2		1030			934	1 M2		837
M3		724			777	I M3		724
M4		635			644	\| M4		532
M1D1	145	550	3,49	161	644	1J5 \| M1D1	412	515	1,24
M1D2	146	636	3,54	162	661	1,32 \| M1D2	413	556	1,32
M1D3	147	650	5,89	163	697	1,35 1 M1D3	414	633	1,41
M1D4	148	724	4,79	164	732	2,01 \| M1D4	415	732	1,43
M2D1	149	517	3,16	165	590	1,50 \| M2D1	416	433	0,86
M2D2	150	572	2,41	166	621	1,56 \| M2D2	417	451	0,90
M2D3	151	613	3,11	167	641	2,22 \| M2D3	418	495	1,53
M2D4	152	696	4,37	168	676	2,:31 \| M2D4	419	542	2,15
M3D1	153	489	2,76	169	551	1,:^^ 1 M3D1	420	405	0,25
M3D2	154	521	1,93	170	550	1,62 \| M3D2	421	418	0,50
M3D3	155	504	3,14	171	563	2,06 \| M3D3	422	447	0,75
M3D4	156	538	2,81	172	578	2,68 \| M3D4	423	469	0.73
M4D1	157	415	1,74	173	487	L96 J M4D1	424	371	0,21
M4D2	158	447	2,17	174	495	2,22 \| M4D2	425	387	0,42
M4D3	159	466	3,13	175	505	2,99 \| M4D3	426	382	0,30
M4D4	160	469	2,93	176	526	3,337 \| M4D4	427	396	0,56

189 105

Tabela 20 Tabela 21(B)

Kod	N110/55phr/0	Kod	S6740/55/0phr
RSS1	SMRCV	SMRCV
Nr próbki	Mw_Zol (K)	D(%)	Nr próbki	Mw_ZOl (K)	D(%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D(%)
Ml		937			730	I Ml		876
M2		764			653	M2		754
M3		569			541	1 M3		574
M4		449			463	I M4		444
M1D1	369	360	1,24	3851	334	1,28	M1D1	428	433	0,25
M1D2	370	426	2,50	386	339	1,60	M1D2	429	467	0,34
M1D3	371	490	2,69	387	372	1,42	M1D3	430	633	0,84
M1D4	372	618	4,68	388	413	2,80	M1D4	431	540	1,43
M2D1	373	340	0,69	389	309	0,72	M2D1	432	399	0,35
M2D2	374	356	0,85	390	314	1,17	M2D2	433	399	0,41
M2D3	375	395	0,90	391	342	1,27	M2D3	434	422	0,62
M2D4	376	433	1,17	392	380	2,94	M2D4	435	469	0,44
M3D1	377	295	0,81	393	271	0,94	M3D1	436	340	0,44
M3D2	378	313	1,27	394	292	0,93	M3D2	437	363	0,81
M3D3	379	333	1,20	395	314	1,43	M3D3	438	377	0,89
M3D4	380	353	1,35	396	351	1,77	M3D4	439	403	0,86
M4D1	381	255	1,12	397	260	0,74	M4D1	440	363	0,65
M4D2	382	269	1,14	398	267	0,93	M4D2	441	328	1,05
M4D3	383	287	1,30	399	284	1,49	M4D3	442	342	1,52
M4D4	384	316	1,67	400	297	1,83	M4D4	443	360	1,99

Tabela 22 (A)

Kod	Regal 660/55phr/0
RSS1	SMRCV	SMR10
Nr próbki	Mw_Zo] (K)	D(%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)	Nr próbki	MWzol (K)	D (%)
1	2	O J	4	c	6	Ή 7	8	9	10
Ml		1110			836			746
M2		844			709			632
M3		609			584			492
M4		522			513			416

189 105

c.d. tabeli 22(A)

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
M1D1	177	674	8,35	193	564	1,87	209	501	9,54
M1D2	178	792	7,89	194	611	2,50	210	572	6,68
M1D3	179	891	8,53	195	708	3,08	211	681	7,37
M1D4	180	676	7,46	196	671	2,31	212	594	7,18
M2D1	181	598	8,56	197	520	5,28	213	463	2,82
M2D2	182	602	3,89	198	558	4,85	214	483	4,57
M2D3	183	697	6,40	199	603	2,88	215	565	3,92
M2D4	184	659	5,71	200	541	4,25	216	550	5,68
M3D1	185	473	2,03	201	486	2,79	217	395	2,13
M3D2	186	506	1,66	202	482	2,76	218	393	1,98
M3D3	187	562	1,94	203	504	3,54	219	443	2,49
M3D4	188	559	4,33	204	526	2,41	220	449	1,90
M4D1	189	401	2,18	205	415	3,16	221	335	1,49
M4D2	190	426	1,72	206	418	2,92	222	345	1,71
M4D3	191	466	1,48	207	446	2,80	223	363	1,78
M4D4	192	449	3,57	208	465	3,13	224	374	2,35

T a b e l a 22 (B)

Kod	Regal 660/45/0	Regal 660/65/0	Regal 660/65/10
RSS1	RSS1	RSS1
Nr próbki	Mwzol (K)	D(%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)	Nr próbki	MW_zol (K)	D (%)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ml		1245			1245			1245
M2		876			876			876
M3		625			625			625
M4		482			482			482
M1D1	225	646	3,45	241	563	14,55	257	639	1,63
M1D2	226	697	3,04	242	638	14,09	256	699	3,55
M1D3	227	762	7,70	243	691	13,64	259	814	5,44
M1D4	228	830	6,75	244	790	11,26	260	764	11,25
M2D1	229	574	4,79	245	469	5,88	261	572	2,77
M2D2	230	589	3,02	246	507	7,31	262	580	4,39
M2D3	231	636	6,41	247	558	9,72	263	610	5,51
M2D4	232	675	6,55	248	543	10,59	264	638	7,29

189 105

c.d. tabeli , 22(B)

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
M3D1	233	471	2,77	249	420	5,48	265	474	4,10
M3D2	234	481	5,17	250	426	6,97	266	485	5,72
M3D3	235	510	7,78	251	468	8,81	267	502	6,24
M3D4	236	518	7,89	252	471	9,55	268	495	7,13
M4D1	237	388	3,20	253	335	5,19	269	390	5,02
M4D2	238	392	5,65	254	344	6,06	270	365	5,88
M4D3	239	397	5,14	255	344	5,59	271	410	7,45
M4D4	240	403	7,54	256	361	8,54	2,72	388	7,59

T a b e l a 23 (A)

Kod	N234/55phr/0
RSSJ	SMRCV	SMR10
Nr próbki	Mw_Zol (K)	D(%)	Nr próbki	Mw_Zcl (K)	D (%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)
Ml		1060			845			743
M2		811			712			621
M3		595			577			445
M4		466			477			388
M1D1	273	350	1,88	289	312	0,61	305	325	0,78
M1D2	274	476	3,40	290	317	0,64	306	363	1,66
M1D3	275	459	2,70	291	361	1,03	307	400	1,89
M1D4	276	665	2,70	292	419	1,56	308	459	1,73
M2D1	277	323	0,40	293	304	0,76	309	294	0,54
M2D2	278	371	0,73	294	306	0,72	310	321	1,24
M2D3	279	398	0,74	295	318	0,74	311	354	1,28
M2D4	280	464	1,42	296	357	1,30	312	363	1,39
M3D1	281	278	0,47	297	260	0,53	313	260	0,69
M3D2	282	304	0,83	298	272	0,65	314	268	0,48
M3D3	283	323	0,82	299	295	0,58	315	289	1,38
M3D4	284	260	1,06	300	302	1,14	316	303	0,78
M4D1	285	251	0,61	301	244	0,53	317	236	1,00
M4D2	286	266	0,51	302	253	0,81	318	239	0,77
M4D3	287	273	0,64	303	266	0,62	319	257	0,72
M4D4	288	282	0,53	304	296	0,88	320	268	1,30

189 105

Tabela 23 (B)

Kod	N234/45/0	N234/65/0	N234/65/10
RSS1	RSS1	RSS1
Nr próbki	Mw_z0l (K)	D(%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)	Nr próbki	Mwzol (K)	D (%)
Ml		1185			1185			1185
M2		828			828			828
M3		623			623			623
M4		462			462			462
M1D1	321	507	7,33	337	336	3,44	353	395	5,51
M1D2	322	598	8,15	338	458	5,09	354	478	7,68
M1D3	323	731	8,97	339	479	8,17	355	555	9,46
M1D4	324	772	12,02	340	706	9,90	356	637	8,39
M2D1	325	486	3,48	341	255	3,22	357	292	0,58
M2D2	326	479	5,44	342	288	3,34	357	352	1,23
M2D3	327	527	5,51	343	295	4,65	359	394	1,35
M2D4	328	566	7,70	344	393	5,45	360	449	2,37
M3D1	329	419	0,88	345	237	1,50	361	292	0,86
M3D2	330	423	1,24	346	252	1,78	362	286	1,14
M3D3	331	431	2,55	347	270	2,88	363	313	2,19
M3D4	332	458	4,03	348	304	3,92	364	340	2,51
M4D1	33	341	0,62	349	226	1,18	365	265	0,83
M4D2	334	338	1,13	350	214	1,81	366	273	0,99
M4D3	335	319	1,37	351	233	2,97	367	291	1,39
M4D4	336	354	2,06	352	258	3,83	368	307	2,41

Przykłady zalecanych postaci realizacji

Wytworzono dodatkowe próbki kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku. Konkretnie, wytworzono serie kompozytów elastomerowych gumy naturalnej nr 1-32 zgodnie z niniejszym wynalazkiem, przy użyciu urządzenia i procedur generalnie według tych z przykładu A powyżej. Kompozyty elastomerowe zawierały lateks połowy gumy naturalnej z Malezji o właściwościach ukazanych w tabeli 24 poniżej. Każdy z kompozytów elastomerowych zawierał sadzę o właściwościach morfologicznych (struktury i pola powierzchni) z obszarów I, II lub III z fig. 8. Konkretnie, użyto następujące sadze: Regal® 660, N234, N326, NI 10, Regal® 250, N330, Black Pearl® 800, Sterling® 6740 i N351. Zawartości sadzy wynosiły od 30 do 75 phr i zawartości oleju napełniającego wynosiły od Odo 20 phr. Szczegóły wytwarzania próbki kompozytu elastomerowego nr 1-32 ukazano w tabeli 25.

Jak zauwazono powyżej, urządzenie i procedury stosowane do wytworzenia kompozytów elastomerowych nr 1-32 były generalnie zgodne z tymi z przykładu A, włączając dodatki do preparatu przedmieszki ukazane w tabeli 2. Bardziej szczegółowy opis urządzenia i procedur stosowanych dla kompozytów elastomerowych nr 1-32 przedłożono poniżej.

189 105

1. Urządzenie

Wytworzono próbki według wynalazku nr 1-32 przy użyciu urządzenia do wytwarzania przedmieszki, zasadniczo według urządzenia z wynalazku, opisanego powyżej, z odniesieniem do fig. 1, 4 i 7. Średnicę zakończenia dyszy zawiesiny (patrz pozycja 167 w fig. 7) oraz długość korpusu (patrz pozycja 168 w fig. 7) podano w tabeli 25 dla każdej z próbek nr 1-32. Strefa koagulacji urządzenia miała cztery strefy o progresywnie zwiększającej się średnicy od strefy mieszania do otworu wyjściowego. Średnicę i długość osiową każdej z czterech stref (przy czym pierwsza znajduje się częściowo wewnątrz głowicy mieszającej i częściowo wewnątrz uszczelnionego przedłużenia) przedłożono w tabeli 25. Między strefami znajdowały się wyoblone połączenia o krótkiej osi.

2. Wytwarzanie zawiesiny sadzy.

Torby z sadzą wymieszano z dejonizowaną wodą w zbiorniku do zawiesiny sadzy zaopatrzonym w mieszadło. Mieszadło rozbiło granulki na fragmenty i utworzyła się surowa zawiesina sadzy. Stężenie sadzy (jako procent wagowy) w zawiesinie sadzy dla każdej próbki, podano w tabeli 25. Podczas operacji, zawiesinę tę pompowano ciągle za pomocą powietrznej pompy membranowej do młyna w celu początkowej dyspersji. Następnie zawiesinę podano przez powietrzną pompę membranową do młyna koloidalnego, którą następnie podano do pompy o progresywnie zwiększającej się komorze do homogenizatora, konkretnie homogenizatora Microfluidizer Model M210 od Microfluidics International Corporation. Mikrofluidyzator wytworzył dokładnie rozdrobnioną zawiesinę. Tempo przepływu zawiesiny z mikrofluidyzatora do strefy mieszania ustawiono przez prędkość mikrofluidyzatora, przy czym mikrofluidyzator działał jak wysokociśnieniowa pompa wyporowa. Tempo przepływu zawiesiny monitorowano za pomocą miernika przepływu masowego Micromotion®. Ciśnienie, przy którym zawiesinę sadzy podawano do homogenizatora oraz ciśnienie wyjściowe homogenizatora (wszystkie ciśnienia podano w kPa), przedłożono dla każdej próbki w tabeli 25. Z homogenizatora zawiesinę sadzy podano do akumulatora, aby zmniejszyć jakąkolwiek fluktuację ciśnienia zawiesiny przy zakończeniu dyszy zawiesiny w strefie mieszania. Ciśnienie za kończenia dyszy zawiesiny i tempo przepływu, przy którym zawiesinę podawano do strefy mieszania dla każdej próbki, podano w tabeli 25.

3. Dostarczanie lateksu

Lateks załadowano do zbiornika zasilającego o objętości 0,21 m3. Do lateksu przed załadowaniem dodano emulsję środka przeciwutleniającego i przed załadowanie wymieszano. Dodano przeciwutleniacze, składające się z 0,3 phr fosforynu tris-nonylofenylu (TNPP) i Santoplex® 134 (mieszanina alkiloarylo-p-fenylenodiaminy) w ilości pokazanej w tabeli 25. Każdy z przeciwutleniaczy wytworzono w postaci 40% wagowych emulsji przy użyciu 4 części oleinianu potasu na 100 części przeciwutleniacza razem z wodorotlenkiem potasu celem regulacji pH emulsji do około 10. Olej napełniający, jeśli w ogóle, dodano w ilości ukazanej w tabeli 25. Do przeniesienia lateksu ze zbiornika zasilającego do strefy mieszania reaktora koagulacji,użyto pompy perystaltycznej. Tempo przepływu lateksu i prędkość ukazano w tabeli 25. Tempo przepływu mierzono automatycznie miernikiem przepływu masowego Endress + Hauser (Greenwood, Indiana, USA). Żądaną zawartość sadzy otrzymano przez utrzymanie odpowiedniego stosunku tempa podawania lateksu do tempa podawania zawiesiny sadzy.

4. Mieszanie sadzy i lateksu.

Zawiesinę sadzy i lateks wymieszano przez porwanie lateksu do zawiesiny sadzy. Podczas porywania, sadzę dokładnie wymieszano z lateksem i mieszaninę skoagulowano. Miękkie, wilgotne, gąbczaste „robaczki” koagulatu opuściły reaktor koagulacji.

5. Odwadnianie.

Zawartość wody w wilgotnych drobinach wyładowanych z reaktora koagulacji, ukazano w tabeli 25. Wilgotne drobiny odwodniono z użyciem wytłaczarki odwadniającej (The French Oil Mili Machinery Company; 8,9 cm średnicy). W wytłaczarce, wilgotne drobiny skompresowano i z drobin wyciśnięto wodę, poprzez szczelinę bębna wytłaczarki. Końcową zawartość wilgotności drobin ukazuje się w tablicy 25 dla każdej z próbek według wynalazku.

189 105

Suszenie i chłodzenie.

Odwodnione drobiny spuszczono do drugiej wytłaczarki, gdzie je ponownie skompresowano i ogrzano Wodę odrzucono podczas wydalania drobin przez matrycę płytkowa wytłaczarki. Temperaturę wyjściową produktu oraz zawartość wilgoci ukazuje się w tabeli 25. Gorące, suche drobiny ochłodzono gwałtownie (około 20 sekund) do temperatury około 37,8°C przez przenośnik wibracyjny z wymuszonym obiegiem powietrza

T a b e l a 24. Właściwości lateksu naturalnej gumy

Typ lateksu	Źródło	Dodatki	% suchej gumy	% całości ciał stałych	% popiołu	Azot ppm	Lotny kwas tłuszczowy
Koncentrat	T1T1 latex SDN.BHD	0,35% NH3 ZnO, TMTD 0,1% HHS	60	62,0	0,15	0,29	0,022
Lateks połowy	RRIM 9/94	0,15%HNS^C0,3% NH3, ZnO.TMTD^b	28,4	34,2	0,38	0,366	0,052

a RR1M oznacza Instytut badawczy gumy w Malezji b ZnO/TMTD stosowany jako konserwant biologiczny, zwykle 0,025% mieszaniny 1:1 c NS obojętny siarczan hydroksyloaminy, stabilizator lepkości Mooney'a

Tabela 25 Szczegóły wytwarzania próbki według wynalazku

Próbka według wynalazku nr	Kompozyt elastomerowy Cabot	Zakończenie dyszy zawiesiny	Mikrofluidyzator
Typ lateksu	Sadza	Zawartość oleju (phr)	Średnica (mm)	Długość korpusu (mm)	Ciśnienie wlotowe (kPa)	Ciśnienie wylotowe (kPa)
Typ	Zawartość phr
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Lateks połowy	N330	55	0	0,6	12,7	1390	20682
2	Lateks połowy	N330	55	0	1,0	25,4	2068	0
	Lateks połowy	N330	55	0	1,0	25,4	2068	0
4	Lateks połowy	REGAL 250	55	0	0,6	12,7	1241	24129
5	Lateks połowy	REGAL 250	65	0	0,6	12,7	2068	68940
6	Lateks połowy	REGAL 250	75	0	0,6	12,7	1379	89622
7	Lateks połowy	REGAL 250	65	10	0,6	12,7	1723	82728
8	Lateks połowy	BLACK PEARL 800	55	0	0,6	12.7	1379	27576
9	Lateks połowy	N326	55	0	0,6	25,4	1723	20682
10	Lateks połowy	REGAL 660	55	0	0,6	25,4	-	-

189 105 c d tabeli 25

1	2	3	4	5	6	7	8	9
11	Lateks połowy	REGAL 660	45	0	0,6	12,7	1379	86175
12	Lateks połowy	REGAL 660	65	0	0,6	12,7	1792	103410
13	Lateks połowy	REGAL 660	65	10	0,6	12,7	1379	82728
14	Lateks połowy	N234	55	0	0,6	25,4	1241	37917
15	Lateks połowy	N234	55	0	0,6	12,7	-	99963
16	Lateks połowy	N234	55	0	0,6	12,7	-	99963
17	Lateks połowy	N234	55	0	0,6	12,7	-	99963
18	Lateks połowy	N234	45	0	0,6	12,7	1379	89622
19	Lateks połowy	N234	65	0	0,6	12,7	1517	89622
20	Lateks połowy	N234	65	10	0,6	12,7	2068	99963
21	Kitek s połowy	N110	55	0	0,6	25,4	827	31023
22	Koncentrat lateksu	N351	33	20	0,6	12,7	1723	86175
23	Lateks połowy	STERL1NG 6740	55	0	0,6	12,7	1723	82728
24	Lateks połowy	N234	48	5	0,58	12,7	1723	75834
25	Lateks połowy	N234	53	5	0,58	12,7	1723	75834
26	Lateks połowy	N234	58	5	0,58	12,7	1723	75834
27	Lateks połowy	N234	63	5	0,58	12,7	1723	75834
28	Lateks połowy	N234	68	5	0,58	12,7	1723	75834
29	Koncentrat lateksu	N234	49	5	0,58	12,7	-	75834
30	Koncentrat lateksu	N234	54	5	0,58	12,7	-	75834
31	Koncentrat lateksu	N234	63	5	0,58	12,7	-	75834
32	Koncentrat lateksu	N234	65	5	0,58	12,7	-	75834

Tabela 25 (ciąg dalszy)

Próbka według wynalazku nr	Strefa koagulacji	Zawiesina sadzy stężenie sadzy (%)
Część pierwsza	Część druga	Część trzecia	Część czwarta
Średnica (mtn)	Długość (mm)	Średnica (mm)	Długość (mm)	Średnica (mm)	Długość (mm)	Średnica (mm)	Długość (mm)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	15,2

189 105

c.d. tabeli 25

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
2	4,8	27,9	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,9
3	4,8	27,9	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,9
4	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	19,0
5	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	21,0
6	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	21,0
7	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	21,0
8	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	15,0
9	4,8	27,9	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,8
10	4,8	27,9	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,9
11	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	15,2
12	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	15,2
13	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	15,2
14	4,8	27,9	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,8
15	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,7
16	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,7
17	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,7
18	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,6
19	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,6
20	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,6
21	4,8	27,9	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	11,8
22	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	15,0
23	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	14,7
24	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,5
25	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,5
26	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,5
27	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,5
28	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	13,5
29	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	12,8
30	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	12,8
31	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	12,8
32	4,8	76,2	6,9	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3	12,8

Tabela 25 (ciąg dalszy)

Próbka według wynalazku nr	Dysza zawieś. Ciśnienie końcówki (kPa)	Strefa mieszania
Tempo przepływu zawiesiny (kg/h)	Prędkość zawiesiny (m/s)	Przeciwutleniacz	Tempo przepływu lateksu kg/h	Prędkość lateksu (m/s)
TNPP (phr)	Santoflex (phr)
1	9652	125,2	102,4	0,3	0,4	127,9	2,1
2	2930	223,1	75,3	0,3	0,4	242,2	4,0
3	2930	223,1	75,3	0,3	0,4	242,2	4,0
4	10341	130,6	104,9	0,3	0,4	182,3	3,0
5	10341	141,5	112,8	0,3	0,4	185,0	3,0
6	10858	141,5	112,8	0,3	0,4	160,5	2,6
7	10686	141,5	112,8	0,3	0,4	187,7	3,04
8	12409	141,5	115,8	0,3	0,4	133,3	2,2
9	4136	114,3	93,9	0,3	0,4	108,8	1.8
10	-	108,8	89,3	0,3	0,4	98,0	1,6
11	10341	138,8	113,7	0,3	0,4	190,5	3,1
12	8962	130,6	107,0	0,3	0,4	125,2	2,0
13	9471	133,3	109,1	0,3	0,4	130,6	2,1
14	6205	144,2	118,3	0,3	0,4	130,6	2,1
15	9652	155,1	128,0	0,3	0,4	146,9	2,4
16	9652	155,1	128,0	0,3	0,4	146,9	2,4
17	9652	155,1	128,0	0,3	0,4	146,9	2,4
18	11090	141,5	116,1	0,3	0,4	176,9	2,9
19	11375	144,2	118,3	0,3	0,4	122,4	2,0
20	11283	144,2	118.3	0,3	0,4	125,2	2,0
21	6205	144,2	120,1	0,3	0,4	111,6	1,8
22	10686	138,8	113,7	0,3	0,4	138,8	2,3
23	10686	141,5	116,1	0,3	0,4	155,1	2,5
24	14650	138,8	135,3	0,3	0,4	156,0	2,7
25	15512	138,8	135,3	0,3	0,4	149,7	2,4
26	14650	138,8	135,3	0,3	0,4	136,1	2,2
27	15580	138,8	135,3	0,3	0,4	125,2	2,0
28	-	138,8	135,3	0,3	0,4	114,3	1,9
29	16201	144,2	141,1	0,3	0,4	70,7	1,2
30	16270	144,2	141,1	0,3	0,4	62,6	1,0
31	16201	144,2	141,1	0,3	0,4	57,1	0,9
32	16683	144,2	141,1	0,3	0,4	54,4	0,9

189 105

T a b e l a 25 (ciąg dalszy)

Próbka według wynalazku nr	Odwadnianie	Suszenie i chłodzenie
Początkowa wilgotność drobin (%)	Końcowa wilgotność drobin (%)	Temperatura produktu (°C)	Wilgotność produktu (%)
1	77,6	8,5	155,6	0,3
2	78,7	-	232,2	0,2
3	78,7	7,8	204,4	0,2
4	74,9	-	193,3	0,3
5	76,2	7,9	154,4	0,2
6	76,4	11,4	-	0,2
7	75,8	8,8	168,3	0,3
8	77,7	6,5	154,4	0,2
9	77,9	8,9	173,9	0,2
10	77,8	-	-	0,4
11	78,7	9,7	140,6	0,5
12	79,7	-	168,3	0,2
13	79,1	-	-	0,9
14	77,9	8,4	165,6	0,1
15	79,2	-	suszony w piecu	-
16	79,2	10,3	suszony w piecu	-
17	79,2	11,2	suszony w piecu	-
18	79,0	15,0	187,8	0,4
19	80,0	3,6	162,8	0,3
20	79,5	9,4	173,9	0,5
21	80,5	9,5	193,3	0,2
22	65,1	9,1	137,8	0,3
23	78,1	6	165,6	0,8
24	77,4	-	193,3	0,3
25	77,8	-	198,9	0,4
26	78,1	-	204,4	0,7
27	78,4	-	210,0	0,4
28	78,7	-	215,6	1,1
29	71,2	-	204,4	0,6
30	72,3	-	215,6	0,4
31	73,3	-	204,4-232,2	0,9
32	74,1	-	204,4-232,2	0,2

189 105

Powinno się zauważyć, że próbki 2 i 3 wytworzono prawie przy braku ciśnienia wylotowego przy wylocie mikrofluidyzatora, itd, aby określić makrodyspersję w warunkach procesu odwrotnego.

Doskonałą makrodyspersję sadzy w otrzymanych przedmieszkach, przedstawia się przez jakość tych makrodyspersji i ciężar cząsteczkowy części zolu Mwzo

Tabela 26 poniżej ukazuje Mw_Zol wartości makrodyspersji dla próbek według wynalazku 1-32, razem z sadzą i olejem (jeśli w ogóle) użytymi w każdej z próbek. Zawartość sadzy i zawartość oleju ukazano jako wartości phr w tabeli 26.

Tabela 26: Ciężar cząsteczkowy zolu i pole niezdyspergowane w próbkach według wynalazku

Próbka według	Zawartość sadzy/oleju wynalazku nr	Mwzol	D(%)
1	N330755/0	305	0,26
2	N330/55/0	726	0,54
3	N330/55/0	544	0,40
4	R250/55/0	876	0,08
5	R250/65/0	670	0,16
6	R250/75/0	655	0,03
7	R250/65/10	519	0,02
8	BP800/55/0	394	0,14
9	N326/55/0	666	0,20
10	R660/55/0	678	0,12
11	R660/45/0	733	0,05
12	R660/65/0	568	0,04
13	R660/65/10	607	0,02
14	N234/55/0	433	0,15
15	N234/55/0	1000	0,10
16	N234/55/0	500	0,15
17	N234/55/0	550	0,10
18	N234/45/0	495	0,17
19	N234/65/0	359	0,20
20	N234/65/10	350	0,11
21	NI 10/55/0	612	0,17
22	N351/33/20	800	0,10
23	S6740/55/0	630	0.10
24	N234/48/5	569	0,05
25	N234/53/5	485	0,12
26	N234/58/5	447	0,12
27	N234/63/5	403	0,13
28	N234/58/5	378 J / O	0,16
29	N234/49/5	618	0,12
30	N234/54/5	482	0,16
31	N234/63/5	390	0,17
32	N234/65/5	325	0,20

189 105

Wyniki dla wszystkich próbek według wynalazku, mających zawartość sadzy, wynoszącą 55 phr, ukazano w półlogarytmicznym spadku z fig. 9 razem z wartościami makrodyspersji i Mw_Zol dla odpowiadających serii wyżej opisanych próbek kontrolnych gumy naturalnej wytworzonych technikami mieszania na sucho. Co najmniej jedne dane wskazujące próbkę według wynalazku, mającą zawartość 55 phr każdej sadzy, ukazano w fig. 9, razem ze wszystkimi próbkami kontrolnymi, mającymi zawartość sadzy 55 phr. (Próbki kontrolne 401 do 412, także ukazane w fig. 9, stosowały 33 phr sadzy N351 i 20 części oleju obciążającego).

Można zauwazyć w tabeli 26 i w fig. 9, że próbki według wynalazku mają doskonałą makrodyspersję. Konkretnie, próbki według wynalazku maja^ wartości D(%) generalnie poniżel 0,2% nawet przy wartościach Mwzol powyżej 0,85 x 1(0’, podczas gdy próbki kontrolne nigdy nie osiągnęły takiej do skonalej makrodyspersji przy żadnym Mwzol. Tak więc, dane ukazane w fig. 9 jasno ujawniają że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych poprzez szeroki zakres wartości Mwzol jest znacznie wyższa niż osiągalna przy użyciu porównywalnych składników w wcześniej znanych metodach mieszania na sucho.

Symbole stosowane dla różnych punktów danych ukazanych w fig. 9 oraz stosowane w kolejnych omawianych fig. 10-25, wyjaśniono w poniższej legendzie.

Fig. 9. Jakość dyspersji i Mw-you przedmieszek NR ję próbki kontrolne od 177 do 224 A póbki kontrolne od 283 do 320 Θ próbki kontrolne od 145 do 176

Δ próbki kontrolne od 369 do 400 o próbki kontrolne od 33 do 64 x próbki kontrolne od 1 do 32 o próbki kontrolne od 113 do 144 próbki kontrolne od 412 do 443 <► próbki kontrolne od 401 do 412 s próbki według niniejszego wynalazku

Fig.. 10. Jakość dyspersji i Mwzolu przedmieszek NR (obszar I)

Ά próbki kontrolne od 177 do 224

O próbka według niniejszego wynalazku □ próbki kontrolne od 145 do 176

Θ próbka 9 według niniejszego wynalazku o próbki kontrolne od 33 do 64 □ próbka 4 według niniejszego wynalazku x próbki kontrolne od 1 do 32 © próbka 1 według niniejszego wynalazku « próbki kontrolne od 113 do 144 o próbka 8 według niniejszego wynalazku

Fig 11. Jakość dyspersji i Mw^u, przedmieszek NR 25 (obszar II)

A próbki kontrolne od 2'73 ćo 320 a próbka 14 według niniejszego wynalazku

Δ próbki kontrolne od 369 do 400 □ próbka 21 według niniejszego wynalazku 3 0

Fig;. 12 Jakość dyspersji i Mwzou przedmieszek NR (obszar III) ♦ próbki kontrolne od 401 do 412 a próbka 22 według niniejszego wynalazku próbki kontrolne od 412 do 443 □ próbka 23 według niniejszego wynalazku

Fig;. 13. Jakość dyspersji i Mw_Zolu przedmieszek NR (sadza N330, 55 części wagowych na 100 części wagowych) © próbki kontrolne od 1 do 32 s próbki według wynalazku od 1 do 3

189 105

Fig. 14. Jakość dyspersji i Mw^u przedmieszek NR (sadza Regal 250) ® próbki kontrolne od 33 do 64 B próbka 4 według niniejszego wynalazku o próbki kontrolne od 65 do 80 □ próbka 5 według niniejszego wynalazku 0 próbki kontrolne od 81 do 96

A próbka 6 według niniejszego wynalazku ❖ próbki kontrolne od 97 do 112

Δ próbka 7 według niniejszego wynalazku

Fig. 15. Jakość dyspersji i Mw_Zol_U przedmieszek NR (sadza Black Pearl 800,55 części wagowych na 100 części wagowych) ® próbki kontrolne od 113 do 144 o próbka 8 według niniejszego wynalazku

Fig. 16. Jakość dyspt^ersjj i Mw^u przedmieszek NR (sadza N326, 55 części wagowych na 100 części wagowych) © próbki kontrolne od. 145 do 176 q próbka 9 według niniejszego wynalazku

Fig. 17. Jakość dyspersji i Mw^u przedmieszek NR (sadza Regal 660) © próbki kontrolne od 177 do 224 a próbka 10 według niniejszego wynalazku o próbki kontrolne od 225 do 240 □ próbka 11 według niniejszego wynalazku 0 próbki kontrolne od 241 do 256

A próbka 12 według niniejszego wynalazku ❖ próbki kontrolne od 257 do 272

A próbka 13 według niniejszego wynalazku

Fig. 18. Jakość dyspersji i Mw^u, przedmieszek NR (sadzaN234) © próbki kontrolne od 273 do 320 b próbki od 14 do 17 według niniejszego wynalazku o próbki kontrolne od 337 do 352 o próbka 19 według niniejszego wynalazku próbki kontrolne od 321 do 336 A próbka 18 według niniejszego wynalazku Φ próbki kontrolne od 353 do 368 A próbka 20 według niniejszego wynalazku

Fig. 19. Jakość dyspersji i Mw_Zol_U przedmieszek NR (sadza N110, 55 części wagowych na 100 części wago wych) © próbki kontrolne od 369 do 400 E3 próbka 21 według niniejszego wynalazku

Fig:. 20. Jakość dyspersji i Mw^iu przedmieszek NR (sadza N351, 33 części wagowych na 100 części wagowych) © próbki kontrolne od 401 do 412 es próbka 22 według niniejszego wynalazku

Fig. 21 Jakość dyspersji i Mw_zoiu przedmieszek NR (sadza Sterling 6740, 55 części wagowych na 100 części wagowych) © próbki kontrolne od 412 do 443 b próbka 23 według niniejszego wynalazku

Fig. 22. Wpływ Mwzolu na szybkość wzrostu pęknięć (mieszanki NR zawierające sadzę N234 @ w ilości 55 części wagowych na 100 części wagowych) ® próbki kontrolne od 273 do 288 63 próbka 16 według niniejszego wynalazku

189 105

N234

Fig 23. Wpływ Mwżolu na szybkość wzrostu pęknięć (mieszanki NR zawierające sadzę N326 @ w ilości 55 części wagowych na 100 części wagowych) © próbki kontrolne od 145 do 160 o próbka 9 według niniejszego wynalazku

Fig. 24. Wpływ MW zolu na szybkość wzrostu pęknięć (mieszanki NR zawierające sadzę Regal 660 @ w ilości 55 części wagowych na 100 części wagowych) © próbki kontrolne od 177 do 192 □ próbka 10 według niniejszego wynalazku Fig 25. Maksimum tg δ (stratność naprężeń @ 60°C) mieszanek zawierających różne ilości sadzy próbki od 24 do 28 według niniejszego wynalazku próbki od 29 do 32 według niniejszego wynalazku próbki kontrolne od 444 do 450

Fig. 30. Jakość makrodyspersji i MW części zolowej przedmieszek NR zawierającej agregaty podwójnej fazy (sadza/krzemionka) o próbki kontrolne od 451 do 455 b próbka 33 według niniejszego wynalazku o próbki kontrolne od 459 do 466 □ próbka 34 według niniejszego wynalazku

Fig. 31. Jakość makrodyspersji i Mw części zolowej przedmieszek NR zawierającej mieszankę sadzy z krzemionką ® próbki kontrolne od 491 do 496 b próbka 38 według mniejszego wynalazku O próbki kontrolne od 483 do 490 □ próbka 3 7 według niniejszego wynalazku o próbki kontrolne od 475 do 482 próbka 36 według niniejszego wynalazku ® próbki kontrolne od 467 do 474 a próbka 35 według niniejszego wynalazku

Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku pokazanych na Fig. 9 są opisane następującymi równaniami:

D, % < 0,2 % (1) gdy Mw_Zol jest poniżej 0,45 x 10⁶; i log (D) < log(0,2) + CMw_zo - (0,45 x 106)] x 1 θ’⁶ (2) gdy 0,45 x 106 < Mw_rol <1,1x 10⁶.

Na podstawie powyższej dyskusji przyjmuje się, że makrodyspersja D, %, w powyższym równaniu (1) oznacza procent niezdyspergowanej powierzchni zmierzonej dla defektów większych od 10 pm. Z Fig. 9 wynika, że D, %, równe 0,2 % jest graniczną jakością makrodyspersji dla wszystkich sadzy w Obszarach I, II i III dla suchych przedmieszek kauczuku naturalnego. Znaczy to, że żadna z mastykowanych na sucho przedmieszek nie osiągnęła jakości makrodyspersji 0,2% przy dowolnym Mw_Z(o nawet po mieszaniu wystarczającym dla 30 degradacji Mwj»l poniżej 0,45 x 106, to opisuje powyższe równanie (1). Gdy Mwzol próbek kontrolnych suchych przedmieszek pokazanych na Fig. 9 jest pomiędzy 0,45 x 106 i 1,1 _χ 10*6, to jakość dyspersji jest jeszcze gorsza, podczas gdy nieoczekiwanie jakość dyspersji próbek według niniejszego wynalazku mających Mwzol w tym zakresie pozostaje doskonaaa. Żadna z korzystnych odmian pokazanych na Fig. 9 mających Mwzol pomiędzy 0,45 x 106 1,1 _χ 106 nie przekracza korzystnej granicy makrodyspersji 0,2 %. Pod tym względem należy przyjąć, że punkty danych dla korzystnych odmian niniejszego wynalazku, które pokazano na Fig. 9 (i na innych omówionych poniżej Figurach), lezą na osi X (to jest dla wartości D, %, równej 0,1%) mogą mieć jakość dyspersji 0,1 lub nawet lepszą (to jest niższą wartość D, %).

189 105

Próbki sadzy Obszaru I.

Próbki według wynalazku zawierające sadze o właściwościach morfologicznych (to jest o strukturach i polach powierzchni w Obszarze I na Fig. 8 i odpowiednie, opisane powyżej próbki kontrolne wytwarzane z takimi sadzami z Obszaru I) porównano na półlogarytmicznym wykresie na Fig. 10. W szczególności Fig. 10 pokazuje wartości makrodyspersji i wartości Mwzol próbek według wynalazku i odpowiednich próbek kontrolnych zawierających sadze Regal® 660, N326, Regal® 250, N330 i Black Pearl® 800 przy zawartości sadzy w zakresie od 30 do 75 części wagowych na 100 części wagowych i zawartości olejowego rozcieńczalnika w zakresie od 0 do 20 części wagowych na 100 części wagowych. Widać doskonalą dyspersję sadzy na Fig. 10 dla wszystkich próbek według niniejszego wynalazku przedstawiających korzystne odmiany kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku.

Wszystkie próbki według wynalazku leżą korzystnie poniżej linii 101 na Fig. 10, podczas gdy wszystkie próbki kontrolne mają gorszą dyspersję i znajdują się powyżej linii 101. Tak więc, korzystne odmiany przedstawione na Fig. 10, nawet jeśli zawierają sadzę z najtrudniejszego do dyspergowania Obszaru I, znajdują się wszystkie poniżej wartości D, %, równej 0,3 %. Wszystkie najkorzystniejsze odmiany mają wartość D, %, nie przekraczającą 0,2 %, nawet dla wartości Mwzol korzystnie powyżej 0,7 x 10⁶. Dane Fig. 10 pokazują wyraźnie, że jakości makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym opisie i zawierających sadze z Obszaru I, o szerokim zakresie wartości Mwzol s.ą znacznie lepsze od osiąganych przy użyciu porównywalnych składników w sposobach suchej mastykacji według stanu techniki. Przedstawione na Fig. 10 wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku opisują następujące równania:

D, % < 1,0 % (3) gdy Mwzol jest poniżej 0,7 x 10⁶; i log (D) < log( 1,0) + 2,5 x [Mwzo - (0,7 x 10⁶) ] x 1(4) gdy 0,7 x 106< Mwzol < 1,1 x 106.

Przyjmuje się, że D, %, oznacza procent niezdyspergowanej powierzchni zmierzonej dla defektów większych od 10 pm i że 1% jest graniczną jakością makrodyspersji dla wszystkich sadzy w Obszarze I dla przedmieszek kauczuku naturalnego według niniejszego wynalazku. Znaczy to, że żadna z mastykowanych na sucho przedmieszek nie osiągnęła jakości makrodyspersji 1,0 % lub lepszej przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mw_Zoi poniżej 0,7 x 106, jak to opisuje powyższe równanie (3). Gdy Mwzol kontrolnych próbek suchych przedmieszek pokazanych na Fig. 10 jest pomiędzy 0,7 x 10)6 i 1,1 x 106, to jakość dyspersji jest jeszcze gorsza. Natomiast nieoczekiwanie jakość dyspersji próbek według niniejszego wynalazku mających Mwzol w tym zakresie pozostaje doskonała. Korzystna odmiana pokazana na Fig. 10 mająca Mwzol pomiędzy 0,7 x 1,1 x 106 wypada znacznie poniżej korzystnej granicy makrodyspersji 0,2%. Widać, że kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadze z Obszaru I mają nieosiągalne dotychczas wyważenie między jakością makrodyspersji i wartoś^iiąMwzol.

Próbki sadzy Obszaru II.

Próbki według wynalazku zawierające sadze o właściwościach morfologicznych (to jest o strukturach i polach powierzchni w Obszarze II na Fig. 8 i odpowiednie, opisane powyżej próbki kontrolne wytwarzane z takimi sadzami z Obszaru I) porównano na półlogarytmicznym wykresie na Fig. 11. W szczególności Fig. 11 pokazuje wartości makrodyspersji i wartości Mwzol próbek według wynalazku i odpowiednich próbek kontrolnych zawierających sadze N234 i N110 przy zawartości sadzy w zakresie od 40 do 70 części wagowych na 100 części wagowych i zawartości olejowego rozcieńczalnika w zakresie od 0 do 10 części wagowych na 100 części wagowych. Widać doskonałą dyspersję sadzy na Fig. 11 dla wszystkich próbek według niniejszego wynalazku przedstawiających korzystne odmiany kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku. Próbki według wynalazku lezą korzystnie poniżej linii 111 ma Fig. 11, podczas gdy wszystkie próbki kontrolne mają gorszą dyspersję i znajdują się powyżej linii 111. Tak więc, korzystne odmiany przedstawione na Fig. 11 zawierające sadze z Obszaru II znajdują się poniżej wartości D, %, równej 0,3 %. Najkorzystniejsze odmiany mają wartość D, %, nie przekraczającą 0,2% dla dowolnej wartości Mwzol. Dane Fig. 11 pokazują

189 105 wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym opisie i zawierających sadze z Obszaru II, o szerokim zakresie wartości Mwzol są znacznie lepsze od osiąganych przy użyciu porównywalnych składników w sposobach suchej mastykacji według stanu techniki. Przedstawione na Fig. 11 wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku opisują następujące równania:

D, % < 0,3 % (5) gdy Mw_Zo! jest poniżej 0,35 x 10⁶; i log (D) < log (0,3) + 2,8 x JMwzo! - (0,35 x 106)] x 10’⁶ (6) gdy 0,35 x 106 < Mwzol < 1,1 x 10 ⁶.

Przyjmuje się, ze D, %, równe 0,30% jest graniczną jakością makrodyspersji dla wszystkich sadzy w Obszarze II dla przedmieszek kauczuku naturalnego według niniejszego wynalazku i wartość 0,35 x 106 jest graniczną wartością Mwzoi. Znaczy to, ze żadna z suchych przedmieszek nie osiągnęła jakości makrodyspersji 0,30% lub lepszej przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,35 x 106, jak _toopisuje powyższe równanie (5). Gdy Mwzol kontrolnych próbek suchych przedmieszek pokazanych na Fig. 11 jest pomiędzy 0,35 x 10⁶ 1 1,1 x 106, to jakość dyspersji jest jeszcze gorsza. Natomiast nieoczekiwanie jakość dyspersji próbek według niniejszego wynalazku mających Mwzol w tym zakresie pozostaje doskonała. Korzystne odmiany pokazane na Fig. 11 mające Mwzol pomiędzy 0,35 x 106 i 1,1 _χ 106 wypadają znacznie poniżej korzystnej granicy makrodyspersji 0,2 %. Widać, ze kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadze z Obszaru II mają nieosiągalne dotychczas wyważenie między jakością makrodyspersji i warościąMwzoi.

Próbki sadzy Obszaru III.

Próbki według wynalazku zawierające sadze o właściwościach morfologicznych (to jest o strukturach i polach powierzchni) w Obszarze III na Fig. 8 i odpowiednie, opisane powyżej próbki kontrolne wytwarzane z takimi sadzami z Obszaru III porównano na półlogarytmicznym wykresie na Fig. 12. W szczególności Fig. 12 pokazuje wartości makrodyspersji i wartości Mwzol próbek według wynalazku i odpowiednich próbek kontrolnych zawierających sadze N351 i Sterling przy zawartości sadzy w zakresie od 30 do 70 części wagowych na 100% wagowych i zawartości olejowego rozcieńczalnika w zakresie od 0 do 20 części wagowych na 100 części wagowych. Widać doskonałą dyspersję sadzy na Fig. 12 dla wszystkich próbek według niniejszego wynalazku przedstawiających korzystne odmiany kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku. Wszystkie próbki według wynalazku lezą ko rzystnie poniżej linii 121 na Fig. 12, podczas gdy wszystkie próbki kontrolne mają gorszą dyspersję i znajdują się powyżej linii 121. Tak więc, korzystne odmiany przedstawione na Fig. 12 zawierające sadze z Obszaru DI, znajdują się przy lub poniżej wartości D, %, równej 0,1 nawet dla wartości Mwzol, korzystnie powyżej 0,3 x 1061 nawet powyżej 0,7 x 10⁶. Dane Fig. 12 pokazuj;.! wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym opisie i zawierających sadze z Obszaru III, w szerokim zakresie wartości Mwzol, są znacznie lepsze od osiąganych przy użyciu porównywalnych składników w sposobach suchego mieszania według stanu techniki. Przedstawione na Fig. 12 wartości makrodyspersj i kompozytów elastomerowych według wynalazku opisują następujące równania:

D, % <0,1% (() gdy Mw_Zol jest poniżej 0,35 x 106; i log D < log(0,1) + 2,0 x [Mwzol - (0,30 x 106)] x 10‘⁶ (^) gdy 0,30 x 1()6< Mwzol < 1,1 x 106.

Przyjmuje się, że D, %, równe 0,1% jest graniczną jakością makrodyspersj i dla wszystkich sadzy w Obszarze III dla wszystkich przedmieszek kauczuku naturalnego według ni mej szego wynalazku i że wartość 0,3 x 106 wartością graniczną wartości Mwzol. Znaczy to, że żadna z suchych przrzlmiese.ck n in o siąt^nęłę jałarśoi makrodyspersj i 0,1% przy dowodnymi Mwzolu, rraw^ett po mieszmnu rai sucho ay/sjacczającym tka degaadacj i MWon poniżej 0,35 x 10 , jak to opisuje powyższe równanie (7). Gdy Mw_Zol kontrolnych próbek suchych przedmroszen pokazanych na Fig. 12 jest pomiędzy 0,3 x 106 i j,j _χ J0⁶, to jakość dyspersji jest jeszcze gorsza. Natomiast nieoczekiwanie jakość dyspersji próbek według niniejszego wynalazku mają52

189 105 cych Mw,o.[ w tym zakresie pozostaje doskonała. Korzystne odmiany pokazane na Fig. 12 mające Mwzol pomiędzy 0,30 xl0 i 1,1 x 106 wypadają znacznie poniżej korzystnej granicy makrodyspersj i 0,2% i także są poniżej wartości D, %, równej 0,1 %. Widać, że kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadze z Obszaru I mają nieosiągalne dotychczas wyważenie między jakością makrodyspersji i wartością Mwzol.

Dodatkowe porównanie próbek

Wartości makrodyspersji dla próbek według wynalazku przedstawiono graficznie na wykresach półlogarytmicznych na fig. 13 do 21, w funkcji ich wartości Mwzol, tak jak na omówionych powyżej Fig. 8 do 12. W szczególności na Fig. 13 do 21 przedstawiono wszystkie próbki według wynalazku zawierające szczególną sadzę (ograniczone do próbek zawierających podane ilości sadzy) razem na jednym wykresie półlogarytmicznym razem z odpowiednimi próbkami kontrolnymi. (Patrz legendy powyżej podające numery odniesienia do próbek według wynalazku i próbek kontrolnych włączonych do każdej Figury). Tak więc, Fig. 13 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbek według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających 55 części wagowych sadzy N330 na 100 części wagowych. Dane Fig. 13 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę N330, w szerokim zakresie wartości Mwzol, jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Makrodyspersja kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę N330, jak pokazuje Fig. 13, jest opisana przez następujące równania:

D, % < 1 % (9) gdy Mwzol < 0,6 x 106; i log D < log(l) + 2,5 x [Mwzol - (0,6 x łO6) ] x 10⁶ (10) gdy 0,6 x 106 < Mwzoi < 1,1 x 106.

Żadna z mastykowanych na sucho przedmieszek nie osiągnęła jakości makrodyspersji 1,0% przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,6 x 106 (patrz powyższe równanie 9). W próbkach kontrolnych zawierających 55 części wagowych sadzy N330 na 100 części wagowych, w których wartość Mwzol utrzymywano między 0,6 x 106 i 1,1 x 106, wartość D, %, jest nawet większa, taka jak powyżej 4% niezdyspergowanej powierzchni.

Fig. 14 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbek według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających sadzę Regal® 250. Wybrane próbki według wynalazku i próbki kontrolne przedstawione na Fig. 14 zawierały olej, jak podano powyżej. Dane na Fig. 13 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę Regal® 250, w szerokim zakresie wartości Mwzol jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę Regal® 250, jak pokazuje Fig. 14, są opisane przez następujące równania:

D, % < 1% (9) gdy Mwzol.< 0.6 x 106; i log D < log(l) + 2,5 x [Mwzol - (0,6 χ 10⁶) ] x 10'6 (10) gdy 0,6 x 106 < Mwzoi <1,1 x 106.

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości makrodysjrcrsjj 1,0% ll^lb lepszej prrzy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,6 x 106. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadzę Regal® 250 i o wartości Mwzol powyżej 0,6 x 106 mają doskonałą makrodyspersję, taką jak D, %, poniżej 0,2%. Właściwości mieszanek i charakterystyka próbek według wynalazku i próbek kontrolnych przedstawionych na Fig. 14, zawierających sadzę Regal® 250, podano w tabeli 27, poniżej. Widać, że próbka 4 według wynalazku ma wyjątkowo dobrą odporność na wzrost pęknięć, na co wskazuje bardzo mała wartość szybkości wzrostu pęknięć wynosząca tylko 0,92 cm/milion cykli. Tak więc, próbka według wynalazku jest znacznie lepsza od odpowiednich próbek kontrolych. Zakłada się, że wynika to głównie z lepszej wartości Mwzol i lepszej makrodyspersji sadzy w próbce według wynalazku, jak to omówiono powyżej.

189 105

Tabela 27. Właściwości mieszanek kompozycji NR zawierających 55 części wagowych sadzy Regal® 250 na 100 części wagowych

nr próbki	Mooney ML (1+4) @100C	twardość	E100 (psi)	E300 (psi)	rozciąganie (psi)	EB, %
kontr. 33	60,63	55,35	181,26	999,82	4090,24	675,0
kontr. 34	73,58	57,80	235,14	1293,88	3978,24	595,0
kontr. 35	81,49	58,65	243,66	1265,26	4103,41	613,0
kontr. 36	84,04	59,95	244,23	1215,87	360,32	614,0
kontr. 37	57,35	56,75	218,70	1259,99	4119,85	502,0
kontr·. 38	60,10	57,05	216,75	1206,60	4023,65	620,0
kontr. 39	68,28	57,25	225,44	125,23	413,06	621,0
kontr. 40	77,40	59,10	255,15	1330,87	4059,87	597,0
kontr. 41	44,40	56,25	216,00	1214,78	4038,68	618,0
kontr. 42	47,96	56,50	214,53	1202,93	3944,04	613,0
kontr 43	49,84	57,05	221,26	1229,07	4018,24	611,0
kontr. 44	50,10	56,60	210,50	1140,90	4058,33	638,0
kontr. 45	36,82	52,90	177,47	982,86	3790,56	533,0
kontr. 46	38,23	54,50	198,63	1111,04	3860,56	629,0
kontr. 47	35,35	54,60	199,03	1110,00	3871,49	505,0
kontr. 4 8	40,58	55,50	204,52	113,94	3961,06	632,0
wg wynal. 4	71,97	57,00	218,18	1230,30	4036,30	611,0

1psi = 6,89476x103 Pa

Tabela 27 (ciąg dalszy)

nr próbki	odbojność	szybkość wzrostu pęknięć, cm/milion cykli	ścieralność, g	tg δ @0°C	tg 8 @60°C
1	2	3	4	5	6
kontr. 33	64,50	2,00	0,191	0,167	0,091
kontr. 34	64,55	1,83	0,182	0,155	0,083
kontr. 35	63,75	2,38	0,192	0,150	0,091
kontr .36	63,30	1,42	0,180	0,162	0,091
kontr. 37	64,65	3,00	0,168	0,176	0,100
kontr. 38	63,45	2,99	0,163	0. 184	0,099
kontr. 39	63,90	2,17	0,186	0. 170	0,092
kontr 40	62,30	1,69	0,182	0,175	0,093
kontr. 41	64,20	2,84	0,190	0. 189	0,102
kontr. 42	64,20	3,24	0,182	0.18	0,103
kontr. 43	64,50	3,52	0,177	0,182	0,101

189 105

c.d. tabeli 27

1	2	3	4	5	6
kontr 44	63,90	3,50	0,179	0,185	0,104
kontr. 45	63,80	3,86	9,199	0,107	0,104
kontr. 46	64,30	3,94	0,191	0,184	0,107
kontr. 47	64,35	3,81	0,192		0,106
kontr. 48	63,65	3,46	0,180	0,182	0,110
wg wynal. 4	64,70	0,92	0,190	0,148	0,096

Figura 15 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbek według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających sadzę Black Pearl® 800 w ilości 55 części wagowych na 100 części wagowych. Dane Fig. 15 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę Black Pearl® 800 jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę Black Pearl® 800, jak pokazuje Fig. 15, są opisane przez następujące równania:

D, % < 1,5% (11) gdy Mwzol < 0,65 x 10⁶; i log D < log(1,5) + 2,5 x [M Mwzol - (0,65 x 10⁶)] x 10’⁶ (12) gdy 0,65 x 106 < Mw_ZOi <1,1 x 106.

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości makrodyspersji 1,0% lub lepszej przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,65 x 106. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadze Black Pearl® 800 i mające wartość Mwzol powyżej 0,65 x 106 mają doskonałą makrodyspersję, taką jak D, %, poniżej 0,2%. Właściwości mieszanek i charakterystyka próbek według wynalazku i próbek kontrolnych przedstawionych na Fig. 15, zawierających sadzę Black Pear1® 800, podano w tabeli 28, poniżej. Widać, że próbka 8 według wynalazku ma wyjątkowo dobrą odporność na wzrost pęknięć, na co wskazuje bardzo mała wartość szybkości wzrostu pęknięć wynosząca tylko 0,27 cm/milion cykli. Tak więc, próbka według wynalazku jest znacznie lepsza od odpowiednich próbek kontrolnych. Zakłada się, że wynika to głównie z lepszej wartości Mwzol i lepszej makrodyspersji sadzy w próbce według wynalazku, jak to omówiono powyżej.

Tabela 28. Właściwości mieszanek kompozycji NR zawierających 55 części wagowych sadzy Black Pearl® 800 na 100 części wagowych

Nr próbki	Mooney ML (1+4) @100C	Twardość	E100 (psi)	E300 (psi)	Rozciąganie (psi)	EB, %
1	2	3	4	5	6	7
kontr. 113	110,5	66,4	345,0	1333,0	3878,0	598
kontr. 114	109,0	67,3	367,0	1427,0	4033,0	606
kontr. 115	106,4	67,2	363,0	1311,0	3896,0	610
kontr. 116	105,7	69,0	322,0	1202,0	3856,0	626
kontr. 117	110,6	67,1	316,0	1400,0	4180,0	616
kontr. 118	118,9	67,1	310,0	1395,0	3967,0	607
kontr. 119	111,9	67,7	309,0	1323,0	4149,0	634

189 105

c.d. tabeli 28

1	2	3	4	5	6	7
kontr 120	110,6	67,6	373,0	1188,0	4199,0	653
kontr 121	114,7	66,3	287,0	1262,0	4329,0	667
kontr. 122	110,6	65,8	288,0	1223,0	4217,0	659
kontr. 123	115,0	67,5	280,0	1282,0	4071,0	624
kontr. 124	116,5	66,5	309,0	1388,0	4166,0	623
kontr. 125	113,4	65,4	281,0	1274,0	3978,0	631
kontr. 126	101,4	66,8	280,0	1228,0	4206,0	656
kontr. 127	105. 5	66,4	262,0	1150,0	4167,0	670
kontr. 128	110,7	66,8	292,0	1301,0	4209,0	643
wg wynal. 8	131,3	63,5	227,0	1291,0	3418,0	532

psi = 6,89476x103 Pa

Tabela 28 (ciąg dalszy)

Nr próbki	Odbojność	Szybkość wzrostu pęknięć, cm/milion cykli	Ścieralność, g	tg δ @0°C	tg δ @60°C
kontr. 113	44,7	3,14	0,148	0,281	0,184
kontr. 114	45,0	2,72	0,125	0,274	0,185
kontr. 115	47,0	2,54	0,163	0,233	0,171
kontr. 116	46,6	2,41	0,194	0,244	0,163
kontr 117	40,9	4,56	0,088	0,327	0,214
kontr. 118	41,8	2,80	0,112	0,335	0,225
kontr. 119	41,7	4,33	0,091	0,321	0,216
kontr 120	42,1	3,89	0,095	0,301	0,207
kontr. 121	39,2	3,38	0,075	0,312	0,256
kontr. 122	38,7	4,58	0,108	0,344	0,236
kontr. 123	40,2	4,79	0,103	0,329	0,232
kontr. 124	41,7	3,78	0,102	0,321	0,209
kontr. 125	38,9	3,40	0,076	0,352	0,248
kontr. 126	38,1	5,57	0,070	0,355	0,241
kontr. 127	38,2	4,79	0,073	0,346	0,254
kontr 128	39,4	3,40	0,113	0,357	0,23
wg wynal.8	44,8	0,27	0,130	0,297	0,199

Figura 16 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbek według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych wyżej i zawierających sadzę N326 w ilości 55 części wagowych na 100 części wagowych. Dane Fig. 16 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę NM326 jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według

189 105 wynalazku zawierających sadzę N326, jak pokazuje Fig. 16, są opisane przez następujące równania:

D, % < 1% (13) gdy Mwz < 0,7 x 10⁶; i log D < log(l) + 2,5 x [Mw_Zoi - (0,7 x 106)] x 10- (14) gdy 0,7 x 106< Mwjoi < 1,1 x 106.

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości makrodyspersji 1,0% lub lepszej przy dowolnym Mwzo1 nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzo1 poniżej 0,7 x 106. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadzę N326 i mające wartość Mwzol powyżej 0,7 x 106 _mają doskonałą makrodyspersję, taką jak D, %, poniżej 0,2%. Właściwości mieszanek i charakterystyka próbek według wynalazku i próbek kontrolnych przedstawionych na Fig. 16, zawierających sadzę N326, podano w tabeli 29, poniżej. Widać, że próbka 9 według wynalazku ma wyjątkowo dobrą odporność na wzrost pęknięć, na co wskazuje bardzo mała wartość szybkości wzrostu pęknięć wynosząca tylko 0,77 cm/milion cykli. Tak więc, próbka według wynalazku jest znacznie lepsza od odpowiednich próbek kontrolnych. Zakłada się, że wynika to głównie z lepszej wartości Mwzol i lepszej makrodyspersji sadzy w próbce według wynalazku, jak to omówiono powyżej.

Tabela 29. Właściwości mieszanek kompozycji NR zawierających 55 części wagowych sadzy N326 na 100 części wagowych

Nr próbki	Mooney ML (1+4) @100C	Twardość	E100 (psi)	E300 (psi)	Rozciąganie (psi)	EB, %
kontr. 145	64,6	60,5	289	1713	3921	548
kontr. 146	88,2	62,4	340	1802	4094	553
kontr. 147	91,7	63,3	391	1917	3991	528
kontr. 148	96,8	4,3	326	1664	4045	572
kontr. 149	62,4	61,5	310	1763	4029	552
kontr. 150	67,7	62.6	326	1855	4055	551
kontr. 151	76,5	60,6	287	1641	4015	575
kontr. 152	79,4	63,6	329	1720	3980	559
kontr 153	57,2	60,1	282	1623	3968	579
kontr. 154	75,2	62,8	254	1889	3879	525
kontr. 155	57,3	62,2	323	1763	3975	556
kontr. 156	60,1	61,9	310	1667	3918	564
kontr. 157	45,1	61,2	328	1748	4768	533
kontr. 158	50,1	50,6	315	1740	3871	546
kontr. 159	53,2	61,3	306	1675	3886	563
kontr. 160	50,5	62,6	331	1752	3884	549
wg wynal. 9	77,8	60,9	277	1563	4176	593

1psi = 6,89476x103Pa

189 105

Tabela 29 (ciąg dalszy)

nr próbki	odbojność	szybkość wzrostu pęknięć, cm/milion cykli	ścieralność, g	tg δ @0°C	tg δ @60°C
kontr. 145	57,8	2,84	0,0952	0,225	0,129
kont. 146	58,1	2,52	0,0887	0,217	0,126
kontr. 147	57,6	2,03	0,0946	0,205	0,125
kontr. 148	56,3	1,63	0,0927	0,221	0,129
kontr. 149	57,2	3,39	0,0827	0,234	0,142
kontr. 150	56,8	2.77	0,0866	0,234	0,150
kontr. 151	55,6	2,61	0,0933	0,241	0,149
kontr. 152	54,5	2,79	0,0857	0,249	0,155
kontr 153	55,4	3,12	0,0911	0,258	0,170
kontr. 154	56,0	3,35	0,0858	0,241	0,147
kontr. 155	55,4	2,63	0,0811	0,254	0,152
kontr. 156	54,9	3,55	0,0906	0,261	0,153
kontr 157	55,5	3,02	0,0931	0,254	0,149
kontr. 158	55,4	3,81	0,0914	0,249	0,150
kontr. 159	54,9	3,23	0,0933	0,240	0,158
kontr. 160	55,2	3,19	0,0942	0,245	0,163
wg wynal. 9	58,4	0,77	0,0939	0,225	0,136

Figura 17 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbek według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających sadzę REGAL® 660. Wybrane próbki według wynalazku i próbki kontrolne przedstawione na Fig. 17 zawierały olej, jak podano powyżej. Dane na Fig. 17 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę Regal® 660, w szerokim zakresie wartości Mwzol jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę REGAL® 660, jak pokazuje Fig. 17, są opisane przez następujące równania:

D, % < 1% (15) gdy MWzol < 0,6 x 106; i log D < log(l) + 2,5 x [MWzol - (0,6 x 106)] x 106 (16) gdy 0,6 x 10^r< Mwzol < 1,1 x 106.

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości makrodyspersji 1,0% lub lepszej przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,6 x 106. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadzę Regal® 660 i mające wartość MWzol powyżej 0,6 x 106 _maj_a doskonałą makrodyspersję, taką jak D, %, poniżej 0,2%. Właściwości mieszanek i charakterystyka próbki 10 według wynalazku i próbek kontrolnych przedstawionych na Fig. 17, zawierających sadzę Regal® 660, podano w tabeli 30, poniżej. Widać, że próbka 10 według wynalazku ma wyjątkowo dobrą odporność na wzrost pęknięć, na co wskazuje bardzo mała wartość szybkości wzrostu pęknięć wynosząca tylko 0,69 cm/milion cykli. Tak więc, próbka według wynalazku jest znacznie lepsza od odpowiednich próbek kontrolnych. Zakłada się, ze wynika to głównie z lepszej wartości Mwzol i lepszej makrodyspersji sadzy w próbce według wynalazku, jak to omówiono powyżej.

189 105

Tabela 30. Właściwości mieszanek kompozycji NR zawierających 55 części wagowych sadzy REGAL® 660 na 100 części wagowych

Nr próbki	Mooney ML (1+4) @100C	Twardość	E100 (psi)	E300 (psi)	Rozciąganie (psi)	EB, %
kontr. 177		61,0	213	942		702
kontr. 178	87,6	63,2	232	943	4002	694
kontr. 179	87,1	64,9	285	1134	4016	644
kontr. 180	85,6	64,0	271	1198	4058	618
kontr. 181	80,1	61,0	206	945	4098	661
kontr. 182	93,4	59,0	192	835	3924	733
kontr. 183	89,0	61,0	215	920	4134	698
kontr. 184	83,4	62,4	223	996	4236	694
kontr. 185	70,1	60,0	178	794	3768	717
kontr 186	69,8	60,3	196	920	4051	666
kontr 187	76,7	63,5	166	866	4157	720
kontr. 188	72,1	62,0	191	883	4182	704
kontr. 189	54,3	61,2	222	1079	4240	674
kontr. 190	55,7	61,1	193	942	4125	692
kontr. 191		65,0
kontr. 192	61,1	60,4	191	902	4189	710
wg wynal. 10	88,1	62,9	249	1202	4292	634

psi = 6,89476x103 Pa

Tabela 30 (ciąg dalszy)

Nr próbki	Odbojność	Szybkość wzrostu pęknięć, cm/milion cykli	Ścieralność, g	tg δ @0°C	tg δ @60°C
1	2	3	4	5	6
kontr. 177	54,6				0,131
kontr. 178	55,6	2.34	0,1649	0,194	0,129
kontr. 179	53,7	2,78	0,1620	0,200	0,140
kontr. 180	52,9	2,98	0,1385	0,220	0,153
kontr. 181	53,0	3,41	0,1189	0,267	0,185
kontr 182	49,9	3,11	0,1076	0,270	0,194
kontr. 183	50,1	3,15	0,1086	0,264	0,192
kontr. 184	48,0	3,11	0,1085	0,284	0,208
kontr. 185	47,5	4,59	0,0937	0,306	0,209
kontr. 186	48,5	4,06	0,1008	0,295	0,211

189 105

c.d. tabeli 30

1	2	3	4	5	6
kontr 187	47,7	3,53	0,1041	0,297	0,198
kontr. 188	47,8	3,79	0,0985	0,285	0,205
kontr. 189	47,5	3,71	0,0957	0,306	0,203
kontr. 190	46,8	4,14	0,0962	0,300	0,200
kontr. 191	47,4				0,226
kontr. 192	46,5	4,78	0,0897	0,301	0,226
wg wynal. 10	48,2	0.69	0,0942	0,271	0,178

Figura 18 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbek według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających sadzę. Wybrane próbki według wynalazku i próbki kontrolne przedstawione na Fig. 18 zawierały olej, jak podano powyżej. Dane na Fig. 18 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę N234, w szerokim zakresie wartości Mwzol jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę N234, jak pokazuje Fig. 18, są opisane przez następujące równania:

D, % < 0,3 % 117) gdy MWzol < 0,35 x 10⁶; i _z log D < log(0,3) + 2,8 x [MW - (0,35 x 106) ] x 10’⁶ (18) gdy 0,35 x 10⁶ < Mwzol < 1,1 x H⁶·

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości ma^dy^ej i 0,3% hib O^jszoci pzzy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,35 x 10⁶. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadzę N234 i mające wartość Mwzol powyżej 0,35 x 10⁶ mają doskonałą makrodyspersję, taką jak D %, nie więcej niż 0,3 lub nawet 0,2%. Właściwości mieszanek i charakterystyka próbki 14 według wynalazku i różnych próbek kontrolnych przedstawionych na Fig. 18, zawierających sadzę N234, podano w tabeli 31, poniżej. Widać, zo próbka 14 według wynalazku ma dobrą odporność na wzrost pęknięć, na co wskazuje wartość szybkości wzrostu pęknięć wynosząca tylko 2,08 cm/milion cykli.

Tabela 31. Właściwości mieszanek kompozycji NR zawierających 55 części wagowych sadzy N234 na 100 części wagowych

Nr próbki	Moonoy ML (1+4) @ 100C	Twardość	E100 (psi)	E300 (psi)	Rozciąganie (psi)	EB, %
1	2	3	4	5	6	7
kontr. 273	94,5	68,0	386	2077	3718	511
kontr. 274	121,6	69,6	464	2299	3925	501
kontr. 275	121,4	72,5	564	2545	3994	472
kontr. 276	132,2	71,9	511	2259	3964	520
kontr. 277	79,6	68,5	468	2453	3857	469
kontr. 278	96,3	70,0	531	2499	3874	469
kontr. 279	108,6	69,0	406	2131	3863	533
kontr. 280	120,3	71,5	476	2273	3852	502

189 105

c.d. tabeli 31

1	2	3	4	5	6	7
kontr. 281	76,4	69,7	556	2723	4027	451
kontr. 282	89,8	69,8	553	2574	3896	465
kontr. 283	93,6	69,6	506	2416	3867	475
kontr. 284	106,7	71,8	526	2384	3788	484
kontr. 285	73,3	69,3	529	2586	3831	444
kontr. 286	79,2	69,5	531	2574	3856	456
kontr. 287	77,8	70,7	544	2486	3834	461
kontr. 288	82,8	71,2	485	2295	3799	499
wg wynal.14	82,6	71,5	500	2440	3883	531

psi = 6,894 76x10³ Pa

T a b e l a 3 1 (ciąg dalszy)

Nr próbki	Odbojność	Szybkość wzrostu pęknięć, cm/milion cykli	Ścieralność, g	tg δ @0°C	tg δ @60°C
kontr. 273	45,9	2,14	0,0563	0,285	0,183
kontr. 274	47,2	1,84	0,0583	0,276	0,173
kontr. 275	46,1	1,70	0,0538	0,284	0,172
kontr. 276	46,9	1,21	0,0620	0,270	0,173
kontr. 277	47,1	2,22	0,0628	0,305	0,173
kontr. 278	45,8	2,40	0,0634	0,299	0,196
kontr. 279	45,4	2,00	0,0680	0,306	0,198
kontr. 280	44,2	1,81	0,0646	0,298	0,198
kontr. 281	46,3	3,10	0,0598	0.293	0,174
kontr. 282	46,6	2,33	0,0537	0,307	0,182
kontr. 283	46,4	2,41	0,0594	0,309	0,186
kontr. 284	44,2	1,99	0,0579	0,304	0,190
kontr. 285	47,0	2,99	0,0554	0,295	0,178
kontr 286	45,6	2,85	0,0551	0,294	0,172
kontr 287	45,4	2,93	0,0569	0,305	0,187
kontr. 288	44,0	2,39	0.0647	0,316	0.198
wg wynal. 14	45,1	2,08	0,0698	0,310	0,198

Figura 19 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbek według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających sadzę N110 w ilości 55 części wagowych na 100 części wagowych. Dane Fig. 19 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę N110, w szerokim zakresie wartości Mwzol jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji

189 105 kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę N110, jak pokazuje Fig. 19, są opisane przez następujące równania:

D, % < 0,5% (19) gdy MWjol < 0,35 x 10⁶; i log D < log(0,5) + 2,5 x [MW_zo, - (0,6 xl0 ⁶) 106 10'⁶ (200 gdy 0,35 x 106 < Mwzol < 1,1 x 1^0.

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości makrodyspersji 0,5% przy dowolnym \'lw_Zol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mw_Zol poniżej 0,35 x 106. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadzę N110 i mające wartość Mw_Zo1 powyżej 0,35 x 106 mają doskonałą makrodyspersję, taką jak D, %, poniżej 0,2%.

Figura 20 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbki 22 według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających sadzę N351 w ilości 33 części wagowych na 100 części wagowych. Dane Fig. 20 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę N351, w szerokim zakresie wartości Mwzol jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę N351, jak pokazuje Fig. 20, są opisane przez następujące równania:

D, % < 0,3% (211 gdy Mwzol < 0,35 x 106 i log D < log(0,3) + 2,0 0 )MWzzl - (0,55 x 10)))] x 10‘⁶ (22) gdy 0,55 x 10⁶ < Mwzol < 1,1 1 ) 00

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości makrodyspersji 1,0% przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,35 x 106. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadzę N351 i mające wartość Mwzol powyżej 0,35 x 106 mają doskonałą makrodyspersję, taką jak D, %, poniżej 0,2 %.

Figura 21 pokazuje jakość dyspersji i Mwzol próbki 23 według wynalazku i próbek kontrolnych opisanych powyżej i zawierających sadzę Sterling® 6740 w ilości 55 części wagowych na 100 części. Dane Fig. 21 pokazują wyraźnie, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych według wynalazku, zawierających sadzę Sterling® 6740, w szerokim zakresie wartości Mwzol jest znacząco lepsza od jakości próbek kontrolnych. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających sadzę Sterling® 6740, jak pokazuje Fig. 21, są opisane przez następujące równania:

D, % < 0,1 % (223 gdy Mw_Zoi < 0,3 x 106; i log D < log(0,1) + 2,0 x Mwool - (0,3 x10⁶) - xW'⁶ (^^2 gdy 0,3 x 106<Mw_Zoi < 1,1 x 106.

Żadna z próbek kontrolnych nie osiągnęła jakości makrodyspersji 0,1 % lub nawet 0,2% przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,3 x 106. Natomiast kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające sadzę Sterling® 6740 i mające wartość Mwzol powyżej 0,35 x 106 _mają doskonałą makrodyspersję, taką jak D, %, poniżej 0,2 %. Właściwości mieszanek i charakterystyka użytkowa próbki 23 według wynalazku i próbek kontrolnych przedstawionych na Fig. 21, zawierających sadzę Sterling® 6740, podano w tabeli 32, poniżej. Widać, że próbka 23 według wynalazku ma dobrą odporność na wzrost pęknięć, na co wskazuje wartość szybkości wzrostu pęknięć wynosząca tylko 0,91 cm/milion cykli. Uważa się, że wynika to głównie z lepszej wartości Mwzol i makrodyspersji sadzy w próbce według wynalazku, jak to omówiono powyżej.

189 105

Tabela 32. Właściwości mieszanek kompozycji NR zawierających 55 części wagowych sadzy Sterling® 6740 na 100 części wagowych

Nr próbki	Mooney ML(1+4)@100C	Twardość	E100 (psi)	E300 (p^si)	rozciąganie (psi)	EB, %
kontr. 412	75,50	65,1	46,0	2308,0	3519	451
kontr. 413	85,70	65,1	469,0	2314,0	3655	479
kontr. 414	92,70	67,7	462,0	2243,0	3613	472
kontr. 415	9,60	66,9	492,0	2260,0	3572	477
kontr. 416	74,50	65,8	521,0	2468,0	3584	445
kontr. 417	78,20	67,1	502,0	2372,0	3445	436
kontr. 418	82,00	66,0	534,0	2418,0	3604	453
kontr. 419	86,10	67,8	540,0	2330,0	3620	475
kontr. 420	66,70	6,0	515,0	2382,0	3468	444
kontr. 421	76,30	67,8	488,0	2310,0	3375	440
kontr 422	78,30	65,8	548,6	2440,0	3549	442
kontr 423	82,10	66,5	487,0	2219,0	3452	466
kontr 424	64,80	66,1	541,0	2448,0	3397	425
kontr 425	67,50	66,5	524,0	2374,0	3474	445
kontr. 426	70,30	66,9	546,0	2351,0	3428	446
kontr. 427	71,00	68,1	554,0	2340,0	3322	435
wg wynal. 23	110,50	64,8	453,6	2241,0	3324	443

psi = 6,894 76x10³Pa

Tabela 32 (ciąg dalszy)

Nr próbki	Odbojność	Szybkość wzrostu pęk nięć, cm/milion cykli	Ścieralność, g	tg δ @0°C	tg δ @60°C
1	2	3	4	5	6
kontr. 412	59,8	5,04	0,127	0,202	0,107
kontr. 413	60,0	3,63	0,128	0,203	0,108
kontr. 414	59,3	3,96	0,126	0,208	0,114
kontr 415	58,0	4,56	0,12	0,217	0,118
kontr. 416	60,3	5,67	0,117	0,188	0,094
kontr. 417	60,0	4,67	0,112	0,202	0,104
kontr, 418	59,3	4.23	0,125	0,204	0,105
kontr. 419	57,5	3,22	0,122	0,218	0,117
kontr. 420	60,0	4,23	0,131	0,204	0,099
kontr. 421	58. 8	3,84	0,127	0.206	0,105
kontr. 422	59,8	3,98	0,126	0,210	0,106

189 105

c.d. tabeli

1	2	3	4	5	6
kontr 423	56,8	3.83	0,120	0,213	0,117
kontr. 424	58,3	4,54	0,131	0,200	0,104
kontr. 425	58,8	3,65	0,129	0.207	0,100
kontr. 42 6	58,0	3,07	0,134	0,211	0,110
kontr. 427	56,9	3,25	0,126	0,217	0,115
wg wynal. 23	57,3	0,91	0,1642	0,206	0,124

Przykłady dodatkowe: próbki wulkanizowane

Wulkanizowano i zbadano pewną liczbę opisanych powyżej próbek przedmieszek, obejmujących zarówno wybrane próbki według wynalazku, jak również odpowiednie próbki kontrolne. W szczególności mieszano próbki według etapu II w tabeli 8 powyżej, stosując recepturę według tabeli 9 w celu wytworzenia końcowej mieszanki. Następnie w każdym przypadku końcową mieszankę wulkanizowano w formie, stosując zwykłe techniki w temperaturze około 150°C do uzyskania zasadniczo całkowitej wulkanizacji. Oznaczono właściwości użytkowe wulkanizowanych próbek przez pomiar ich szybkości wzrostu pęknięć zgodnie z określoną powyżej techniką pomiarową, to jest przy użyciu obrotowej maszyny zginającej według normy ASTM D 3627-94. Obrotowa maszyna zginająca jest produkowana w skali przemysłowej i jest znana. Omówiono ją na przykład w Proceedings of the International Rubber ^niemnce, 1995 (Kobe, Japonia), Paper N. 277A-6 (strony 472-475). Mieszanki badano w temperaturze 100°C i pod kątem zginania 45°. Fachowcy ogólnie przyjmują, że na szybkość wzrostu pęknięć wpływa ciężar cząsteczkowy kauczuku naturalnego i jakość dyspersji sadzy, to jest wartości Mwzol D, %, mieszanek. Większe wartości Mwzol i mniejsze wartości D, %, dobrze korelują ze zmniejszeniem szybkości wzrostu pęknięć. Zarówno szybkość wzrostu pęknięć, jak również inne informacje dotyczące próbek 9, 10 i 16 według wynalazku podano w tabeli 33 poniżej. Odpowiednie wyniki prób dla odpowiednich próbek kontrolnych podano w tabeli 34 poniżej, zgrupowane według wyboru sadzy. Dla próbek 24 do 32 według wynalazku i dla odpowiednich próbek kontrolnych zmierzono także wartości tg 5_m.ks. maks. @ 60°C. Wartości tg dmaks @ 60°C dla próbek według wynalazku podano w tabeli 35 poniżej. Odpowiednie wyniki pomiarów dla próbek kontrolnych podano w tabeli 36 poniżej.

Próbki kontrolne 444 do 450 przedstawione w tabeli 36 wykonano sposobami opisanymi powyżej dla próbki kontrolnej kod M2D1 przy użyciu kauczuku naturalnego RSS1. Całą sadze N234 stosowano ilości w częściach wagowych na 100 części wagowych podanych w tabeli 36, razem z 5 częściami wagowymi na 100 części wagowych oleju rozcieńczalnika.

Tabela 33. Szybkość wzrostu pęknięć (CDR) dla próbek według niniejszego wynalazku

Nr próbki według wynalazku	sadza (CB)/ilość/olej	MWzoi, K	szybkość wzrostu pęknięć (CGR), cm/milion cykli
9	N326/55/0	666	0,77
10	R660/55/0	678	0,69
16	N234/55/0	500	0,88

189 105

Tabela 34. Szybkość wzrostu pęknięć (CDR) dla próbek kontrolnych

Kod	N234/55 części na 100 części wagowych/0
RSS1
Nr próbki	Mwzol, K	CDR, cm/milion cykli
M1D1	273	585	2,14
M1D2	274	669	1,84
M1D3	275	759	1,70
M1D4	276	896	1,21
M2D1	277	580	2,22
M2D2	278	602	2,40
M2D3	279	631	2,00
M2D4	280	667	1,81
M3D1	281	457	3,10
M3D2	282	476	2,33
M3D3	283	493	2,41
M3D4	384	495	1,99
M4D1	285	372	2,99
M4D2	286	382	2,85
M4D3	287	381	2,93
M4D4	288	403	2,39

Kod	N326/55 części wagowych na 100 części wagowych/0
RSS1
Nr próbki	Mwzol, K	CDR, cm/milion cykli
1	2	3	4
M1D1	145	55	2,84
M1D2	146	636	2,52
M1D3	147	650	2,03
M1D4	148	724	1,63
M2D1	149	517	3,39
M2D2	150	572	2,77
M2D3	151	613	2,61
M2D4	152	696	2,79
M3D1	153	489	3,12
M3D2	154	521	3,35

189 105

c.d. tabeli

1	2	3	4
M3D3	155	504	3,63
M3D4	156	538	3,55
M4D1	157	415	3,02
M4D2	158	447	3,81
M4D3	159	466	3,23
M4D4	160	469	3,19

Kod	Regal 660/55 części wagowych na 100 części wagowych/ 0
RSS1
nr próbki	Mwzol, K	CDR, cm/milion cykli
M1D1	177	674
M1D2	178	792	2,34
M1D3	179	891	2,78
M1D4	180	676	2,98
M2D1	181	598	3,41
M2D2	182	602	3,11
M2D3	183	697	3,15
M2D4	184	659	3,11
M3D1	185	473	4,59
M3D2	186	506	4,06
M3D3	187	562	3,53
M3D4	188	559	3,79
M4D1	189	401	3,71
M4D2	190	426	4,14
M4D3	191	466
M4D4	192	449	4,78

Tabela 35. tg 5 w temperaturze 60°C dla próbek według wynalazku

Nr próbki według wynalazku	Ilość N234 i oleju, części na 100 części żywicy	MW₂₀i, K	tg δ,,,^ @ 60°C
1	2	3	4
24	48/5	569	0,169
25	53/5	485	0,176
26	58/5	447	0,191
27	63/5	403	0,219

189 105

c.d. tabeli 35

1	2	3	4
28	68/5	378	0,227
29	49/5	618	0,159
30	54/5	482	0,171
31	63/5	390	0,228
32	65/5	325	0,224

Tabela 36. tg 6 w temperaturze 60°C dla próbek kontrolnych

Nr próbki	MW, K	D, %	Ilość N234 i oleju, części wagowych na 100 części wagowych	tg δπ^δ- @ 60°C
444	428	0,25	37/5	0,154
445	409	0,37	42/5	0,170
446	379	0,42	46/5	0,179
447	361	0,58	51/5	0,195
448	366	0,27	53/5	0,212
449	290	0,39	58/5	0,215
450	296	0,64	63/5	0,245

Z porównania tabel 33 i 34 wynika, że uzyskuje się korzystnie mniejszą szybkość wzrostu pęknięć w przypadku próbek według wynalazku niż w przypadku próbek kontrolnych. Mniejsza szybkość wzrostu pęknięć koreluje dobrze z dobrą trwałością i z podobnymi właściwościami do licznych zastosowań, włącznie z zastosowaniami oponowymi i podobnymi. Ponadto z porównania tabel 35 i 36 wynika, że lepsze wartości tg ó_m!1k_S. otrzymuje się dla próbek według wynalazku, to jest wartości mniejsze niż osiągane dla próbek kontrolnych. Tak więc, lepsze właściwości użytkowe próbek według niniejszego wynalazku do wielu zastosowań otrzymuje się dla próbek według wynalazku, włącznie na przykład z zastosowaniami oponowymi i podobnymi, wymagającymi małej histerezy dla uzyskania odpowiednio małego oporu toczenia.

Korzystne właściwości użytkowe kompozytów elastomerowych według wynalazku można przykładowo przedstawić na szybkości wzrostu pęknięć próbki 16 według wynalazku zawierającej sadzę N234 i na odpowiednich wynikach prób dla próbek kontrolnych 273 do 288, przedstawionych graficznie na fig. 22. W szczególności, fig. 22 pokazuje wyraźnie korelację między Mwzol i szybkością wzrostu pęknięć dla próbek kontrolnych, jak również korzystny wpływ doskonałej makrodyspersji kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku. Należy zwrócić uwagę na to, że wartości Mwzol podane na fig. 22 - 24 i w tabelach 33 - 36 odnoszą się do materiałów przedmieszek przed wulkanizacją. Przyjmuje się, że ciężar cząsteczkowy wulkanizowanego materiału dobrze koreluje z wartością Mwzol niewulkanizowanej przedmieszki. Widać, że szybkość wzrostu pęknięć próbek kontrolnych w szerokim zakresie Mwzol, od około 0,25 x 106 do 0,6 x 106, jest dobrze zgodna z prostoliniową korelacją z Mwzoi. Natomiast próbka 16 według wynalazku o Mwzol 0,5 x 10° ma wyraźnie lepszą (to jest mniejszą) szybkość wzrostu pęknięć niż dowolna z odpowiednich próbek kontrolnych, w wyniku lepszej makrodyspersji D, %, próbki według wynalazku. Potwierdza to podobnie dodatkowo fig. 23, w której szybkość wzrostu pęknięć zawierającej sadzę N326 próbki 9 według wynalazku jest znacząco mniejsza niż szybkość wzrostu pęknięć dla dowolnej z odpowiednich próbek kontrolnych od 145 do 160 i jest wyraźnie poniżej linii korelacji. Podobnie, w przypadku fig. 24, doskonała makrodyspersja próbki 10 według wynalazku powoduje znowu,

189 105 żo wartość szybkości wzrostu pęknięć znajduje się znacznie poniżej linii korelacji między szybkością wzrostu pęknięć i Mwzol określoną dla odpowiednich próbek kontrolnych od 177 do 192. Na fig. 25 przedstawiono graficznie, żo wartość tg jest lepsza, to jest mniejsza, dla próbek 24 do 28 według wynalazku próbek kontrolnych i dla próbek 29 do 32 według wynalazku niz dla odpowiednich próbek kontrolnych 444 do 450.

Omówiono powyżej lepszo wyniki szybkości wzrostu pęknięć dla kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku nie tylko wskazują na lepszo właściwości zmęczeniowo, alo także na korzystno właściwości pękania, takie jak doskonała odporność na rozdzieranie i na powstawanie wiórów podczas cięcia. Omówiono powyżej lepszo właściwości historizy kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku świadczą nio tylko o korzystnym małym oporze toczenia (i odpowiednio małym zużyciu paliwa) w zastosowaniach do opon samochodowych, locz także wskazują na korzystną poprawę związanych właściwości użytkowych, takich jak zmniejszone nagrzewanie się. Jedna lub kilka z tych lepszych właściwości, a mianowicie odporność zmęczeniowa i na pękanie, mała historoza, mało nagrzewanie się i tym podobne, sprawiają, że kompozyty elastomerowe według niniejszego wynalazku nadają się dobrze do takich zastosowań przemysłowych, jak zastosowania oponowe i do wytwarzania przemysłowych wyrobów gumowych. W odniesieniu do zastosowań oponowych różno korzystno odmiany niniejszego wynalazku nadają się szczogólnio do stosowania jako: bieżniki opon, szczogólnio bieżniki radialnych i ukośnych opon ciężarowych, opony terenowe (czyli opony „OTR”, od „off-tho-road”), opony samolotów i tym podobno; dolne części bieżnika opony; bieżniki drutowe; boki bieżnika; materiał amortyzujący powtórnie bieżnikowano opony; i do podobnych zastosowań oponowych. Lepszo właściwości użytkowo otrzymywano w różnych korzystnych odmianach niniejszego wynalazku mogą dotyczyć lepszej trwałości opon, lepszej długotrwałości bieżnika i osłony, mniejszego zużycia paliwa i innych zalot. W odniesieniu do przemysłowych wyrobów gumowych różne korzystno odmiany niniejszego wynalazku nadają się szczogólnio do takich zastosowań jak: łoża silnika, łoża hydrauliczno, łożyska mostowo i izolatory sejsmiczne, opony samochodów-cystem, pasy kopalniane i zastosowania w podobnych wyrobach. Lepszo właściwości użytkowo uzyskiwane w różnych korzystnych odmianach niniejszego wynalazku mogą nadawać lepszą długotrwałość zmęczeniową, trwałość i inno zaloty takim zastosowaniom w wyrobach.

Figury 26 - 29 są graficznym przedstawieniom morfologii sadzy, joj struktury (DBPA) i pola powierzchni (CTAB), ogólnie odpowiadającym fig. 8. Obszar 261 morfologii sadzy na fig. 26 obejmuje sadze handlowo stosowane obocnio na biożninr opon terenowych (OTR). Strzałka 262 wskazuje kierunek, w którym obszar 261 można korzystnie rozszerzyć według mniejszego wynalazku. Właściwości użytkowo, takie jak odporność na powstawanie wiórów podczas cięcia, odporność na szybki wzrost pęknięć i odporność na rozdzieranie, zwykle poprawiają się ogólnie w kierunku strzałki tendencji 262, jednak w przeszłości były związane z niekorzystną degradacją tych i innych właściwości związaną zo zmniejszeniom się ciężaru cząsteczkowego kauczuku naturalnego i/lub z gorszą makrodyspersją spowodowaną przez zastosowanie sadzy o większym polu powierzchni i niższej strukturze. Jest możliwo zastosowanie sadzy o większym polu powierzchni i nizszej strukturze wskazanych przez strzałkę tendencji 262 do kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku w celu otrzymywania znacząco lepszych materiałów oTr w związku z ich doskonałą makrodyrperrją i Mwzoi.

Podobnie obszar 271 morfologii sadzy na fig. 27 obejmuje sadzo handlowo obecnie stosowane na bieżniki opon ciężarowych i autobusowych (T/B). Strzałka 272 wskazuje kierunek, w którym obszar 271 można korzystnie rozszerzyć według ąrąrojrzogo wynalazku. Właściwości użytkowe, takie jak odporność na powstawanie wiórów podczas cięcia i odporność zwykle poprawiają się ogólnie w kierunku strzałki tendencji 272, jednak w przeszłości były związano z niekorzystną degradacją tych i innych właściwości związaną zo zmniejszeniom się ciężaru cząsteczkowego kauczuku i/lub z gorszą makrodyspersją spowodowaną przez zastosowanie sadz o większym polu powierzchni i niższej strukturze. Jest możliwo zastosowanie sadzy o większym polu powierzchni wskazanych przez strzałkę tendencji 272 do kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku w celu otrzymywania lepszych materiałów biożnikowycP T/B w związku z ich doskonałą manrodysperrją i Mwzoi

189 105

Podobnie obszary 281 i 283 morfologii sadzy na Fig. 28 obejmują, odpowiednio, obecnie sadze handlowe stosowane na bieżniki opon podstawowych i opon samochodów osobowych (PC). Strzałki tendencji 282 i 284 wskazują kierunek, w którym obszary 281 i 283, odpowiednio, można korzystnie rozszerzyć według niniejszego wynalazku. Właściwości użytkowe, takie jak narastanie ciepła (HBU, od „heat build-up”) i opór toczenia, zwykle poprawiają się dla podstawy bieżnika opony ogólnie w kierunku strzałki tendencji 282, jednak w przeszłości były związane z niekorzystną degradacją tych i innych właściwości związaną ze zmniejszeniem się ciężaru cząsteczkowego kauczuku i/lub z gorszą makrodyspersję spowodowaną przez zastosowanie sadzy o większym polu powierzchni i niższej strukturze. Podobnie, właściwości użytkowe, takie jak opór toczenia, zwykle poprawiają się dla bieżników PC ogólnie w kierunku strzałki tendencji 284, jednak w przeszłości były związane z niekorzystną degradacją tych i innych właściwości związaną ze zmniejszeniem się ciężaru cząsteczkowego kauczuku i/lub z gorszą makrodyspersją spowodowaną przez zastosowanie sadzy o większym polu powierzchni i niższej strukturze. Jest możliwe zastosowanie takich sadzy o większym polu powierzchni wskazanych przez strzałki 282 i 284 do kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku w celu otrzymywania, odpowiednio, lepszych materiałów na podstawę i bieżniki PC, w związku z ich doskonałą makrodyspersją i z ewentualnym zachowaniem dużego ciężaru cząsteczkowego takich kompozytów elastomerowych.

Podobnie obszary 291, 293 i 294 morfologii sadzy na fig. 29 obejmują obecnie, odpowiednio, sadze handlowe stosowane na pas ściany bocznej, szczytu i pas stalowy opon. Strzałki tendencji 292 i 295 wskazują kierunek, w którym obszar 291 i 295 można, odpowiednio, korzystnie rozszerzyć według niniejszego wynalazku. Właściwości użytkowe, takie jak narastanie ciepła (HBU) i długotrwałość zmęczeniowa, zwykle poprawiają się dla ściany bocznej w kierunku strzałki tendencji 292, jednak w przeszłości były związane z nie korzystną degradacją tych i innych właściwości związaną ze zmniejszeniem się ciężaru cząsteczkowego kauczuku i/lub z gorszą makrodyspersją spowodowaną przez zastosowanie sadzy o niższej strukturze. Podobnie, właściwości użytkowe, takie jak narastanie ciepła, przetwórstwo i adhezja drutu, zwykle poprawiają się dla pasa stalowego materiałów elastomerowych w kierunku strzałki tendencji 295, jednak w przeszłości były związane z niekorzystną degradacją tych i innych właściwości związaną ze zmniejszeniem się ciężaru cząsteczkowego kauczuku i/lub z gorszą makrodyspersją spowoodowaną przez zastosowanie sadzy o większym polu powierzchni i nizszej strukturze. Jest możliwe zastosowanie sadzy o większym polu powierzchni i/lub o niższej strukturze, wskazanych przez strzałki 292 i 295 do kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku w celu otrzymywania lepszych materiałów gumowych, odpowiednio, na pas ściany bocznej i na pas stalowy, w związku z doskonałą makrodyspersją i z ewentualnym zachowaniem dużego ciężaru cząsteczkowego takich kompozytów elastomerowych.

Przykłady dodatkowe: korzystna odmiana wynalazku oraz próbki kontrolne zawierające inne napełniacze

Przygotowano dodatkowe próbki kompozytów elastomerowych według korzystnych odmian niniejszego wynalazku oraz odpowiednie próbki kontrolne.

W pierwszej grupie zastosowano wielofazowy napełniacz ziarnisty typu określonego powyżej jako sadza silikonowana.

W szczególności, w próbkach 33 do 34 według wynalazku zastosowano sadzę silikonowaną Ecoblack® produkowaną przemysłowo przez firmę Cabot Corporation (Billeroca, Massachusetts). Napełniacz Ecoblack® ma właściwości morfologiczne, to jest strukturę i pole powierzchni, zbliżone do sadzy N234. W próbce 33 zastosowano 45 części wagowych napełniacza Ecoblack® na 100 części wagowych, bez oleju rozcieńczalnika. W próbce 34 zastosowano 68 części wagowych napełniacza Ecoblack® na 100 części wagowych żywicy, bez oleju rozcieńczalnika. Typowe ilości napełniacza i oleju rozcieńczalnika dla różnych zastosowań produktu podano w tabeli 37 dla kompozytów elastomerowych według wynalazku zawierających kauczuk naturalny i mieszaninę sadzy z napełniaczem krzemionkowym. Przyjmuje się, że napełniacz krzemionkowy zastosowany w kompozycjach z tabeli 37 zastępuje zwykle podobną ilość sadzy jako napełniacza.

189 105

Tabela 37. Typowe receptury NR do zastosowań oponowych

Zastosowanie	Typ sadzy	Ilość sadzy na 100 cz.	Ilość oleju na 100 cz.	Ilość krze mionki na 100 cz.
bieżnik opon ciężarowych i autobusowych	N110, N115, N121, N134, N220, N299	40-60	0-20	0-10
bieżnik OTR	N110, N115, N220, N231	45-55	5-10	5-10
pas stalowy	N326	50-75	0-5	0-20
podstawa opon ciężarowych i autobusowych	N330, N550	40-60	0-20
warstwa osnowy	N326, N330, N550	40-60	5-30
ściana boczna	N330, N351, N550	30-60	5-30
wierzch	N326, N330, N351	50-90	0-20
bieżnik LRR PC	N234, N299, N339, N343, N351	40-60	0-30

W drugiej grupie próbek zastosowano mieszankę lub mieszaninę krzemionki z sadzą. W odmianach według niniejszego wynalazku stosujących jako napełniacze mieszankę sadzy z krzemionką zwykle jest korzystne stosowanie ich w stosunku wagowym co najmniej 60 : 40. Znaczy to, ze sadza stanowi korzystnie co najmniej około 60% wagowych napełniacza w celu uzyskania dobrej koagulacji elastomeru i zmniejszenia lub usunięcia powtórnej aglomeracji krzemionki w przedmieszce. W szczególności, w przykładach 35 do 38, jak pokazano w tabeli 40, sadzę stosuje się razem z ziarnistym napełniaczem krzemionkowym HiSil® 233 firmy PPG Industries (Pittsburgh, Pennsylvania, USA) o polu powierzchni BET 150 m2/g, polu powierzchni DBPA 0,190 cala/100 g, pH 7 i o podstawowej wielkości cząstek 19nm.

Wszystkie próbki według wynalazku, to jest dodatkowe próbki 33 - 38 według wynalazku, przygotowano zgodnie ze sposobami i przy użyciu urządzeń stosowanych do próbek 133 według wynalazku, jak opisano powyżej. Szczegóły sposobu i urządzenia dla każdej z próbek 33-38 według wynalazku podano w tabeli 38, poniżej. Lateks lub koncentrat stosowa ny w próbkach 33 - 38 był taki, jak opisany w odniesieniu do tabeli 24. Jak widać, dane tabeli 38 są zgodne z danymi tabeli 25 powyżej, dla próbek 1-32 według wynalazku. Wymieniony w tabeli 38 napełniaczem sadzy „mikrofluidyzatora CRX2000” jest opisana powyżej silikonowana sadza Ecoblack®.

Tabela 38. Szczegóły wytwarzania próbki według wynalazku

Nr próbki według wynalazku	Kompozyt elastomerowy Cabot	Końcówka dyszy zawiesiny	Stężenie zawiesiny CB, % wag.
Typ lateksu	Sadza rodzaj ilość phr	HISII 233 ilość phr	Ilość oleju phr	Średnica, mm	Długość, mm
33	połowy	CRX2000 46	0	0	0,5	12,7	14,5
34	połowy	CRX2000 58	0	0	0,5	12,7	14,5
35	połowy	N220 43	10	5	0,6	12,7	13,9
36	połowy	N234 41	9	0	0,5	12,7	13,5
37	połowy	N234 31	20	0	0,5	12,7	14,0
38	koncen- trat	Sterling 29 6740	20	0	0,5	12,7	15,5

189 105

Nr próbki według wynalazku	Strefa koagulatu (1 cal = 25,4 mm)
1 część	2 część	3. część	4. część
	średnica, mm	długość, mm	średnica, mm	długość mm	średnica, mm	długość mm	średnica, mm	długość, mm
33	4,8	76,2	6,8	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3
34	4,8	76,2	6,8	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3
35	4,8	76,2	6,8	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3
36	4,8	76,2	6,8	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3
37	4,8	76,2	6,8	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3
38	4,8	76,2	6,8	40,6	9,7	58,4	13,5	81,3

Tabela 38 (ciąg dalszy)

Nr próbki według wynalazku	Strefa mieszania (1 Ib = 0,454 kg, 1 stopa = 0,3 m)	mikrofluidyzator
	szybkość przepływu zawiesiny kg/h	szybkość zawiesiny, m/s	przeciwutleniacz ilość	szybkość przepływu lateksu, kg/h	szybkość lateksu, m/s	ciśnienie wejściowe, psi (kPa)	ciśnienie wyjściowe, kPa
		TNPP	Santo- -flex
33	168.7	216,4	0,3	0,4	połowa	2,3	73,8	117198
34	168,7	216,4	0,3	0,4	połowa	1,8	57,2	117198
35	141,5	115,8	0,3	0,4	połowa	1,5	48,9	99963
36	136,0	175,6	0.3	0,4	połowa	1,3	42,7	68940
37	130,6	167,6	0,3	0,4	połowa	1,2	40,7	65493
38	138,8	176,8	0,3	0,4	koncentrat	0,7	22,9	62046

Tabela 38 (ciąg dalszy)

Nr próbki według wynalazku	Ciśnienie na końcówce dyszy zawiesiny, psi (kPa)	Odwadnianie, wilgotność grudek, %	Suszenie chłodzenie, produktu	Typ mieszalnika	Wydajność kg/h	Nr próbki według wynalazku
		poczt	końc	tpmn P *	wiła %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
33	-	77,5	>8,0	003,9	0,2	T-blok	29,9	33
34	-	78,0	1,6	243,3	0,3	T-blok	23,6	34
35	11375	77,9	>4,0	182,2	0,4	T-blok	24,5	35

189 105

c.d. tabeli 38

1	2	3	4	5	6	7	8	9
36	20682	79,2	1,0	246,1	0,5	T-blok	17,7	36
37	20199	78,9	12,3	223,9	0,4	T-blok	15,4	37
38	17924	69,7	4,2	235	0,2	T-blok	21,8	38

Próbki kontrolne 451 - 498 przygotowano zgodnie ze sposobami i przy użyciu urządzeń stosowanych do próbek kontrolnych 1 - 450. Kod przetwórstwa (patrz tabela 13, powyżej), ilość napełniacza, kauczuk, Mwzol i makrodyspersję przedmieszek podano poniżej w tabeli 39. Kod przetwórstwa, ilość napełniacza, kauczuk, Mwzol i wartości makrodyspersji próbek 33-38 według wynalazku (dla wygody razem z ilością napełmacza i oleju) podano w tabeli 40. Widać z tabeli 39, że skład próbek kontrolnych 451 - 466 odpowiada próbkom 33 i 34 według wynalazku. Podobnie, próbki kontrolne 467 - 498 odpowiadają próbkom 35 - 38 według wynalazku.

Tabela 39

Kod		CRX 2000/44/0		CRX 2000/58/0
	RSS1		RSS1
nr próbki	MWzol, K	D, %	Nr próbki	Mwzol, K	D, %
M2		909			909
M3		590			590
M2D1	451	461	3,48	459	333	8,61
M2D2	452	474	3,68	460	392	5,71
M2D3	453	489	7,17	461	388	9,48
M2D4	454	515	6,28	462	394	8,05
M3D1	455	393	2,89	463	280	2,23
M3D2	456	422	2,87	464	298	2,13
M3D3	457	435	4,15	465	350	4,05
M3D4	458	449	3,23	466	379	7,22

Tabela 40. Ciężar cząsteczkowy zolu i niezdyspergowaną powierzchnią próbek według wynalazku

Nr próbki według wynalazku	CB/ilość/olej	Mwzo K	D, %
33	CRX 2000/44/0	380	0,18
34	CRX 2000/58/0	448	0,10
35	N220/Hisil 233/43/10/5	500	0,14
36	N234/Hisil 233/40/10/0	490	0,36
37	N234/Hisil 233/30/20/0	399	0,23
38	STERLING 6740/Hilsil 233/30/20/0	354	0,39

189 105

Tabela 41

	N220/Hilsil 233/43/10/5	N234/Hilsil 233/40/10/0
Kod	RSS1	RSS1
Nr próbki	MW^.K	D, %	Nr próbki	MWzol, K	D, %
M2		803			909
M3		601			590
M2D1	467	493	1,51	475	443	8,74
M2D2	468	537	2,61	476	517	10,9
M2D3	469	523	2,82	477	569	12,5
M2D4	470	615	2,95	478	592	8,25
M3D1	471	417	0,95	479	358	6,65
M3D2	472	438	1,40	480	420	13,8
M3D3	473	433	2,15	481	516	13,9
M3D4	474	485	2,22	482	447	7,25
	N234/Hilsil 233/30/20/0	Sterling 6740/HilsiI 233/30/20/0
Kod	Nr próbki	Mw^ K	D, %	Nr próbki	MWzol, K	D, %
M2		909			909
M3		590			590
M2D1	483	394	4,37	491	430	3,77
M2D2	484	507	5,66	492	488	4,39
M2D3	485	526	4,7	493	517	5,37
M2D4	486	568	5,94	494	563	4,66
M3D1	487	377	8,39	495	373	3,5
M3D2	488	363	4,49	496	380	2,73
M3D3	489	376	5,07	497	419	2,72
M3D4	490	432	5,26	498	448	3,29

Pokazano doskonałą dyspersję w przedmieszkach próbek 33 - 38 według wynalazku przez porównanie jakości makrodyspersji i wartości Mwzol podanych w tabelach 39-41. Próbki 33 - 34 wytwarzane z silikonowaną sadzą Ecoblack® i odpowiednie próbki kontrolne porównano na wykresie półlogarytmicznym na Fig. 30. Stwierdzono na Fig. 30 doskonałą dyspersję sadzy dla próbek według wynalazku przedstawiających korzystne odmiany kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku. Próbki według wynalazku są korzystnie poniżej linii 301 na Fig. 30, podczas gdy wszystkie próbki kontrolne mają gorszą dyspersję i są powyżej linii 301. Tak więc, korzystne odmiany na Fig. 30 znajdują się poniżej wartości D, %, równej 0,2% nawet dla wartości Mwzol korzystnie powyżej 0,4 x 106. Dane fig. 30 wyraźnie pokazują, że jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym, zawierających silikonowaną sadzę jest znacząco lepsza od jakości uzyskiwanej przy zastosowaniu porównywalnych składników sposobami mieszania według stanu techniki. Wartości ma189 105 krodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku pokazanych na Fig. 30 są opisane przez następujące równania:

D, % < 1,0% (25) gdy Mwzol poniżej 0,4 x 10⁶; i log D < log(1,0) + 2,0 x [Mwm - (0,4 x 106) ] χ ^-6 26) gdy 0,4 x 106 < Mwzol < 1,^1(0.

Przyjmuje się, że D, %, jest procentową niezdyspergowaną powierzchnią zmierzoną dla defektów wielkości powyżej 10 pm że 1%jest grαnicznąjjkdściąmakrOdyspersSj przedmieszek według korzystnych odmian niniejszego wynalazku. Oznacza to, że żadna z mastykowanych na sucho przedmieszek nie osiągnęła jakości makrodyspersji 1,0% lub lepszej przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,4 x 106. Korzystne odmiany przedstawione na Fig. 30 znajdują się znacznie poniżej wartości granicznej. Widać, że kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające silikonowaną sadzę mają nieosiągalne dotychczas wyważenie między jakością makrodyspersji i wartością Mwzol

Próbki 35 - 38 według wynalazku zawierające sadzę w mieszaninie z napełniaczem krzemionkowym i odpowiednie próbki kontrolne porównano na wykresie półlogarytmicznym Fig. 31. W szczególności, Fig. 31 podaje wartości makrodyspersji i wartości Mwzol dla próbek 35 - 38 według wynalazku i dla odpowiednich próbek kontrolnych 467 - 498. Na Fig. 31 widać doskonałą dyspersję sadzy dla próbek według wynalazku, przedstawiających korzystną odmianę kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku. Próbki według wynalazku są korzystnie poniżej linii 311 na Fig. 31, podczas gdy wszystkie próbki kontrolne mają gorszą dyspersję i są powyżej linii 311. Tak więc, wszystkie korzystne odmiany na Fig. 31 znajdują się poniżej wartości D, %, równej 0,4%. Dane Fig. 31 wyraźnie pokazują, ze jakość makrodyspersji nowych kompozytów elastomerowych ujawnionych w niniejszym, zawierających mieszanki sadzy z krzemionką w szerokim zakresie wartości Mwzol jest znacząco lepsza od jakości uzyskiwanej przy zastosowaniu porównywalnych składników sposobami mieszania według stanu techniki. Wartości makrodyspersji kompozytów elastomerowych według wynalazku pokazanych na Fig. 31 są opisane przez następujące równania:

D, % < 0,8 % (27) gdy MW^l poniżej 0,5 x 106; i log D < log(0,8) + 2,2 x [MW^i - (0,5 x 106) ] x 10⁶ (28)

0,5 x 106< Mwzoi <1,1 x 10*6.

Przyjmuje się, że D, %, jest procentową niezdyspergowaną powierzchnią zmierzoną dla defektów wielkości powyżej 10 pm i że 0,8% jest graniczną jakością makrodyspersji przedmieszek według korzystnych odmian niniejszego wynalazku. Oznacza to, że żadna z mastykowanych na sucho przedmieszek nie osiągnęła jakości makrodyspersji 0,8% lub lepszej przy dowolnym Mwzol nawet po mieszaniu na sucho wystarczającym do degradacji Mwzol poniżej 0,4 x W⁶. Korzystne odmiany przedstawione na Fig. 31 znajdują się znacznie po iżej granicznej wartości makrodyspersji 0,8% i nawet poniżej 0,4%. Widać, że kompozyty elastomerowe według wynalazku zawierające jako napełniacz mieszanki sadzy i krzemionką mają nieosiągalne dotychczas wyważenie między jakością makrodyspersji i wartością Mwzol.

Dodatkowe przykłady .

Przygotowano i opisano mieszanki kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku i porównano je z odpowiednimi mieszankami wytwarzanymi znanymi sposobami mieszania na sucho/na sucho według stanu techniki. Mieszanki kompozytów elastomerowych przygotowano z próbkami kompozytu elastomerowego określonego poniżej jako „CEC” lub • i i-i mnro, jako „przedmieszką cec .

Przedmieszki CEC wytwarzano w następujący sposób przy użyciu polowego lateksu kauczuku naturalnego i sadzy Vulcan 7H (sadza N234 według normy ASTM):

Wytwarzanie kompozytu elastomerowego (etap mieszania na mokro).

Przedmieszkę elastomeru wytwarzano według niniejszego wynalazku. W szczególności wytwarzano przedmieszkę elastomeru zawierającą standardowy lateks połowy kauczuku naturalnego z Malezji z 71 części wagowych na 100 części wagowych napełniacza zawierającego

189 105 handlową sadzę N234 firmy Cabot Corporation. Recepturą mieszanki (oprócz nieznacznych zwykłych dodatków do lateksu) podano w tabeli 7 poniżej.

Tabela 7A. Receptura przedmieszki

Składnik	Części wagowych
kauczuk	100
sadza	71
Santoflex 134 (przeciwutleniacz)	0,4
TNPP (przeciwutleniacz)	0,4
Razem	171,7

Urządzenie do wytwarzania przedmieszek elastomeru było zasadniczo identyczne do urządzenia opisanego powyżej w odniesieniu do rysunków na Fig. 1, 3 i 7. Końcówka dyszy zawiesiny (patrz odnośnik nr 167 na Fig, 7) miała średnicę 0,5 mm z powierzchnią styku (patrz odnośnik 167 na Fig. 7) długości 5 mm. Strefa koagulatu (patrz nr 53 na Fig. 3) zawierała pierwszą część o średnicy 4,8 mm i o długości promieniowej w przybliżeniu 25,0 mm (będącą częściowo w głowicy mieszającej i częściowo w przyspawanym do niej przedłużaczu); drugą część o średnicy 6,8 mm i o długości promieniowej 40,6 mm; trzecią część o średnicy 9,6 mm i o długości promieniowej 57,3 mm; i czwartą część o średnicy 13,5 mm i o długości promieniowej 81,03 mm. Ponadto były krótkie promieniowe odpowiednie wzajemne połączenia pomiędzy wyżej wymienionymi częściami. Wytwarzanie przedmieszki dokładniej opisano bezpośrednio poniżej.

1. Wytwarzanie zawiesiny sadzy. Worki z sadzą wymieszano z demineralizowaną wodą w zbiorniku na zawiesinę sadzy wyposażonym w mieszadło. Mieszadło rozbijało tabletki na części i tworzyła się surowa zawiesina zawierająca 15,1% wagowych sadzy. Surową zawiesinę recyrkulowano stosując rozcieracz rurowy. Podczas operacji pompowano tę zawiesinę ciągle za pomocą powietrznej pompy przeponowej do młyna koloidalnego w celu wstępnego rozproszenia. Następnie wprowadzono zawiesinę za pomocą pompy z postępującą komorą do ho-mogenizatora, w tym przypadku do mikrofluidyzatora Model M210 firmy Microofluiidics International Corporation w celu poddania jej działaniu ciśnienia i ścinania, w celu wytwarzanie drobno zmielonej zawiesiny. Szybkość przepływu zawiesiny z mikrofluidyzatora do sfery mieszania ustalano za pomocą szybkości mikrofluidyzatora, przy czym mikrofluidyzator spełniał rolę ciśnieniowej pompy wyporowej. Szybkość przepływu zawiesiny monitorowano za pomocą masowego przepływomierza Micromotion®. Zawiesinę sadzy wprowadzono do mikrofluidyzatora pod ciśnieniem około 1723,5kPa, a ciśnienie wyjściowe nastawiono na 51705 kPa do akumulatora nastawionego na ciśnienie wyjściowe około 8273 kPa i w ten sposób wprowadzono zawiesinę w postaci strumienia do strefy mieszania z szybkością przepływu około 98 kg/h i z szybkością około 152,4 m/s).

2. Wprowadzenie lateksu. Lateks załadowano do zbiornika, a mianowicie do bębna zasilającego o pojemności 0,21 m³. Do lateksu wprowadzono przed załadowaniem emulsję przeciwutleniacza. Wprowadzono przeciwutleniacze składające się z 0,3 części wagowych na 100 części wagowych fosforynu trinonylo-fenylu (TNPP) i 0,4 części wagowych na 10 części wagowych Santoplexu® 134 (mieszaniny alkilo- i arylo-p-fenylodiaminy). Każdy z przeciwutleniaczy przygotowywano jako emulsję o stężeniu 40% wagowych, stosując 4 części oleinianu potasu na 100 części przeciwutleniacza razem z wodorotlenkiem potasu, dla nastawienia wartości pH emulsji na około 10. Pompę perystaltyczną zastosowano do przeniesieniu lateksu ze zbiornika zasilającego do strefy mieszania reaktora koagulatu. Szybkość przepływu lateksu wynosiła od 87,1 do 89,8 kg/h i około 1,5 m/s i mierzono ją za pomocą przepływomierza masowego firmy Endress + Hauser (Greenwood, Indiana, USA. Pożądaną zawartość sadzy równą

189 105 części wagowych na 10 części wagowych uzyskano przez otrzymywanie właściwego stosunku szybkości wprowadzania lateksu do szybkości wprowadzania zawiesiny sadzy.

2. Mieszanie sadzy z lateksem. Zawiesinę sadzy mieszano z lateksem przez wprowadzenie lateksu do zawiesiny sadzy. Podczas tego wprowadzenia dokładnie wmieszano sadzę do lateksu i mieszaninę koagulowano. Z reaktora koagulatu otrzymywano miękkie i mokre gąbczaste „grudki” koagulatu.

Odwadnianie. Mokre grudki wyładowane z reaktora koagulatu zawierały około 0% wody. Mokre grudki odwadniano do zawartości około 11 do 13% wilgoci za pomocą wytłaczarki odwadniającej [firma French Oił Mili Machinery Company; średnica 82,6 mm], W wytłaczarce ściskano mokre grudki i odciskano z grudek wodę poprzez szczelinowy bęben wytłaczarki.

5. Suszenie i chłodzenie. Odwodnione grudki przesyłano do drugiej wytłaczarki, w której powtórnie sprasowywano je i ogrzewano. Wodę odpędzano podczas wyrzucania grudek przez płytę ciągadła wytłaczarki. Temperatura na wyjściu produktu wynosiła od około 137,8°C do 154,4°C i zawartość wilgoci od 3,0% wagowych do 4,0% wagowych. Gorące suche grudki szybko ochłodzono (w ciągu około 20 s) do temperatury około 37,8°C za pomocą wibracyjnego przenośnika z wymuszonym obiegiem powietrza. Trochę wilgotne grudki wysuszono całkowicie do wilgotności poniżej 0,5% wagowych w temperaturze od 93,3°C do 115,6°C w ogrzewaczu przewiewowym fumy Aeroglide, Raleigh, North Carolina.

Etap mieszania na sucho.

W następujących przykładach wykonywano w mieszalniku Banbury firmy Farell BR zarówno dwa etapy „mieszania na sucho” według sposobu na sucho/na sucho poniżej dla porównania i dla kontroli, jak również etap mieszania „na sucho” sposobu na mokro/na sucho według niniejszego wynalazku.

Odnośnik w następujących sposobach postępowania i w następujących przykładach do „przedmieszki kauczuku naturalnego” dotyczy produktu pierwszego etapu mieszania na sucho. Określenie mastykowany kauczuk naturalny dotyczy produktu podanego poniżej „stanu mastykacji kauczuku naturalnego”. Określenie NR odnosi się do kauczuku naturalnego. Określenie CB dotyczy sadzy. We wszystkich przypadkach sadząjest sadza N234. Pełne receptury etapów mieszania na mokro i na sucho podano w tabeli receptury poniżej.

Z poprzednich przykładów wynika, że otrzymuje się doskonałe właściwości mieszanek kompozytów elastomerowych według niniejszego wynalazku.

Receptura
Składniki		Części wagowych na 100 części wagowych
kauczuki	mastykowany RSS1 + Taktene 220, lub CEC NR + Taktene 220, lub CEC NR + mastykowany RSS1, lub mastykowany RS1	100,0
sadza	V7H	50
olej	Sundex 790	5,0
przeciwutleniacz 1	Santoflex 134	0,4
przeciwutleniacz 2	TNPP	0,3
tlenek cynku	Azo 65	4,0
kwas stearynowy	Hystrene 5016	2,0
przyspieszacz	Santocure NS	1,8
siarka		1,0
Razem	164,5

189 105

Sposoby postępowania podczas wytwarzania mieszanek CEC NR/BR i suchych mieszanek NR/BR

Sposób mieszania

1. Zmieszać przedmieszkę kauczuku naturalnego, do której wprowadzono całą ilość sadzy, z kauczukiem butadienowym i olejem. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 90/10, 80/20 i 70/30;

2. Zmieszać przedmieszkę kauczuku naturalnego, do której wprowadzono całą ilość sadzy, z kauczukiem butadienowym i olejem. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 80/20 i 70/30;

3. Zmieszać przedmieszkę kauczuku naturalnego, do której dodano 50 części wagowych sadzy na 100 części wagowych, z przedmieszką kauczuku butadienowego, do której wprowadzono 50 części wagowych sadzy na 100 części wagowych i olejem. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 80/20, 70/30, 60/40 i 50/50;

4. Zmieszać przedmieszkę kauczuku naturalnego, do której dodano 50 części wagowych sadzy na 100 części wagowych, z przedmieszką kauczuku butadienowego, do której wprowadzono 50 części wagowych sadzy na 100 części wagowych. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 80/20, 70/30, 60/40 i 50/50;

5. Zmieszać przedmieszkę CEC, do której dodano całą ilość sadzy, z kauczukiem butadienowym i olejem. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 90/10, 80/20 i 70/30;

6. Zmieszać przedmieszkę CEC, do której dodano całą ilość sadzy i oleju, z kauczukiem butadienowym. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 80/20 i 70/30;

7. Zmieszać przedmieszkę CEC, do której dodano 50 części wagowych sadzy na 100 części wagowych, z kauczukiem butadienowym i olejem. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 80/20, 70/30, 60/40 i 50/50;

8. Zmieszać przedmieszkę CEC, do której dodano 50 części wagowych sadzy na 100 części wagowych i całą ilość oleju, z przedmieszką kauczuku butadienowego, do której wprowadzono 50 części wagowych sadzy na 100 części wagowych. Stosunki kauczuku naturalnego do kauczuku butadienowego wynosiły 80/20, 70/30, 60/40 i 50/50.

Sposoby postępowania podczas mieszania

Zastosowano trój etapowe mieszanie w mieszalniku Banbury do mieszanek na sucho i dwuetapowe mieszanie w mieszalniku Banbury do mieszanek CEC. Kauczuk naturalny mastykowano przed pierwszym etapem mieszania dla mieszanek na sucho. Kauczuk butadienowy stosowano bez mastykacji.

Warunki mastykacji kauczuku naturalnego:

współczynnik napełnienia: O775 szybkość wirnika: 100 obrotów na minutę temperatura mieszalnika Banbury 30°C całkowita energia na szarżę 950 Wh

Sposoby postępowania podczas mieszania w mieszalniku Banbury

Sposób mieszania 1:

Etap 1:

współczynnik napełnienia: szybkość wirnika: temperatura mieszalnika Banbury zmuermy obrotów na mmutę 30°C

Czas

30”

1Ό0

1'3 0

8' do 13'

Cynność wprn^w^idzeen^e mastykowaeego NR wyprowadzenie 40 części wagowych CB na 100 części wagowych oprrowadzeI^e potówy pozostaeego CB wyprowadzenie eezzty CB o\ya;dlovve^ie zgodnee z kzzywyąmoyy

189 105

Nr próbki	Wpółczynnik napełnienia	Czas mieszania	Tmperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
1-1 (etap 1)	0,67	8'	140,8	1,45
1-2 (etap 1)	0,66	8'	148,6	1,59
1-3 (etap 1)	0,63	10'	167,3	1,89

Etap 2:

współczynnik napełnienia: szybkość wirnika: temperatura mieszalnika Banbury

Czas

0'

3Ό0

0,70 obrotów na minutę 30°C

Czynność wprowadzenie przedmieszki NR, beli BR, chemikaliów i oleju wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
1-1 (etap 2)	113,5	0,42
1-2 (etap 2)	116,2	0,45
1-3 (etap 2)	116,4	0,44

Etap 3:

Czas

0'

3Ό0

0,65 obrotów na minutę 30°C

Czynność wprowadzenie mieszanki z etapu 2 i środków wulka nizujących wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
1-1	96,5	0,42
1-2	89,8	0,43
1-3	103,9	0,45

Sposób mieszania 2:

Etap 1:

współczynnik napełnienia: szybkość wirnika:

temperatura mieszalnika Banbury

Czas

0''

1Ό0

0,65 obrotów na minutę 50 obrotów na minutę po uzyskaniu temperatury 160 °C

30°C

Czynność wprowadzenie mastykowanego NR wprowadzenie 40 części wagowych CB na 100 części wagowych wprowadzenie połowy pozostałego CB '30 wprowadzenie reszty CB

2'00 wprowadzenie oleju

9' do 13' wyładowanie zgodnie z krzywą mocy

Nr próbki	Czas mieszania	Temperatura wyładowania °C	Pobrana energia, kWh
2-1 (etap 1)	9'	148	1,60
2-2 (etap 1)	9,5'	145	1,84

Etap 2:

Czas

3'00''

0,70 obrotów na minutę 30°C

Czynność wprowadzenie przedmieszki NR, boli BR, chemikaliów i oleju wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
2-1 (etap 2)	127	0,48
2-2 (etap 2)	126	0,61

Etap 3:

0,65 obrotów na minutę 30°C

Czas Czynność wprowadzenie mieszanki z etapu 2 i środków wulkanizuj ących

3'00 wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
2-1	99	0,42
2-2	107	0,44

Sposób mieszania 3:

Etap 1:

• przedmio^ka NR współczynnik napełnienia: szybkość wirnika: temperatura mieszalnika Banbury

Czas

0''

1Ό0

9'00

0,65 obrotów na minutę 30°C

Czynnosc wprowadzenie mastykowanogo NR wprowadzenie 40 części wagowych CB na 100 części wagowych wprowadzenie pozostałego CB wyładowanie

189 105

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
3-1 do 3-4 (etap 1)	142	1,51
3-1 do 3-4 (etap 1)	143	1,48
3-1 do 3-4 (etap 1)'	148	1,52

o przedmieszką BR: współczynnik napełnienia: szybkość wirnika:

temperatura mieszalnika Banbury

Czas

0'

1Ό0

1'30

7'00

0,75 obrotów na minutę (60 obrotów na minutę po osiągnięciu temperatury 160°C)

30°C

Czynność wprowadzenie beli BR wprowadzenie 30 części wagowych sadzy na 100 części wagowych wprowadzenie 1/2 reszty sadzy wprowadzenie reszty sadzy wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
3-1 do 3-4 (etap 1)	159	1,38
3-1 do 3-4 (etap 1)	158	1,35
3-1 do 3-4 (etap 1)	157	1,33

Etap 2:

współczynnik napełnienia: szybkość wirnika temperatura mieszalnika Banbury

Czas

3' 00

0,70 obrotów na minutę 30°C

Czynność wprowadzenie przedmieszki z etapu 1 i chemikaliów i oleju wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
3-1 (etap 2)	115	0.36
3-2 (etap 2)	123	0,40
3-3 (etap 2)	120	0,40
3-4 (etap 2)	118	0,37

Etap 3:

współczynnik napełnienia: 0,65 szybkość wirnika: 70 obrotów na minutę temperatura mieszalnika Banbury 30°C

Czas Czynność wprowadzenie mieszanki z etapu 2 i środków wulkanizuj ących

3Ό0 wyładowanie

189 105

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia/ kWh
3-1	103	0,44
3-2	107	0,45
3-3	109	0,47
3-4	97	0,38

Sposób mieszania 4:

Etap 1:

o przedmieszką NR: współczynnik napełnienia; szybkość wirnika: temperatura mieszalnika Banbury

Czas

0'

1'00

2'00

9'00’

0655 obrotów na minttę T^0C3

Czynność wprowadzenie mastykowanego NR wprowadzenie 40 części wagowych CB na 100 części wagowych wprowadzenie pozostałego CB wprowadzenie oleju wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia/kWh
4-1 do 4-4 (etap 1)	140	1,49
4-1 do 4-4 (etap 1)	138	1,49
4-1 do 4-4 (etap 1)	137	1,40

o przedmieszką BR: współczynnik napełnienia: szybkość wirnika:

temperatura mieszalnika Banbury

Czas

0'

1Ό0

1'30'

7'00

0755 obrotów- na (60 obootów na minutę po osiągnięciu temperatury 160 °C)

30°C

Nr próbki	Temperatura wyładowania. °C	Pobrana energia, kWh
4-1 do 4-4 (etap 1)	159	1,38
4-1 do 4-4 (etap 1)	158	1,35
4-1 do 4-4 (etap 1)	157	1,33

189 105

Etap 2:

współczynnik napełnienia: 0,70 szybkość wirnika: 70 obrotów na minutę temperatura mieszalnika Banbury 30°C

Czas Czynność ” wprowadzenie przedmieszki z etapu 1 i chemikaliów i oleju

3'00 wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Ppobrana energia, kWh
4-1 (etap 2)	133	0,52
4-2 (etap 2)	133	0,56
4-3 (etap 2)	133	0,55
4-4 (etap 2)	132	0,53

Etap 3:

0,65 obrotów na minutę 30°C

Czas Czynność

0'' wprowadzenie mieszanki z etapu 2 i środków wulkanizujących

3'00'' wyładowanie

nr próbki	temperatura wyładowania, °C	pobrana energia, kWh
4-1	107	0,48
4-2	108	0,48
4-3	109	0,47
4-4	111	0,46

Sposób mieszania 5:

Etap 1:

współczynnik napełnienia: szybkość wirnika:

temperatura mieszalnika Banbury

Czas

0''

4'

T

9'

0,75 obrotów na minutę 30°C

Czynność wprowadzenie przedmieszki CEC wprowadzenie beli BR wprowadzenie proszków i oleju wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyła dowania, °C	Pobrana energia, kWh
5-1 do 5-4 (etap 1)	104,2	1,78
5-1 do 5-4 (etap 1)	107,1	1,72
5-1 do 5-4 (etap 1)	103,9	1,79

189 105

Etap 2:

Czas

0'

0,65 obrotów na minutę 30°C

Czynność wprowadzenie mieszanki z etapu 1 i środków wulkanizuj ących wyładowanie

3Ό0

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana ener gia, kWh
5-1	76,7	0,46
5-2	81,0	0,46
5-3	83,3	0,46

Sposób mieszania 6:

Etap 1:

współczynnik napełnienia: 0,75 szybkość wirnika: 70 obrotów na minutę temperatura mieszalnika Banbury 30°C

Czas 0 4' 7' 9'	Czynność wprowadzenie przedmieszki CEC wprowadzenie beli BR wprowadzenie proszków i oleju wyładowanie
Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
6-1 (etap 1)	114,8	1,67
6-1 (etap 1)	115,6	1,72

Etap 2:

współczynnik napełnienia: 0,65 szybkość wirnika: 70 obrotów na minutę temperatura mieszalnika Banbury 30 °C

Czas 0' wulkanizuj ących 3'00	Czynność wprowadzenie mieszanki z etapu 1 i środków wyładowanie
Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
6-1	81,6	0,47
6-2	81,4	0,47

Sposób mieszania 7.

Etap 1:

0,75 obrotów na minutę 30°C

189 105

Czas

2'

5'

7'

Czynność wprowadzenie przedmieszki CEC wprowadzenie przedmieszki BR wprowadzenie proszków i oleju wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
7-1 (etap 1)	117,4	1,33
7-2 (etap 1)	112,6	1,21
7-3 (etap 1)	106,0	1,14
7-4 (etap 1)	105,7	1,24

Etap 2:

0,65 obrotów na minutę 30 °C

Czas Czynność wprowadzenie mieszanki z etapu 1 i środków wulkanizujących

3'00 wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana ener gia, kWh
7-1	83,6	0,48
7-2	83,0	0,46
7-3	83,6	0,46
7-4	84,4	0,46

Sposób mieszania 8'

Etap 1:

0,75 obrotów na minutę 30^oC

Czas

2'

5'

7'

C;ynnoość wpoowadzenie przc^t2<mte^:^:^^ki1 CEC wprOwadzeme pzzednneszki BR wprowadzeme jrrc^^^lótów wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
8-1 (etap 1)	106,4	1,25
8-2 (etap 1)	112,4	1,27
8-3 (etap 1)	103,1	1,13
8,4 (etap 1)	111,3	1,20

Etap 2:

0,65 obrotów na minutę 30°C

189 105

Czas Czynność

0” wprowadzenie mieszanki z etapu 11 środków wulkanizuj ących

3' 00 ” wyładowanie

Nr próbki	Temperatura wyładowania, °C	Pobrana energia, kWh
8-1	78,8	0,46
8-2	81,0	0,45
8-3	76,4	0,44
8,4	79,5	0,44

Tabela 1. Opis próbek i kod mieszanek NR/BR

Nr sposobu	Opis	Nr próbki	NR/BR	Ilość sadzy w NR1	Ilość sadzy w BR1	Olej do
1	mieszanina, przedmieszki NR, do której wprowadzono całą ilość sadzy, z BR i olejem	1-1 1-2 1-3	90/10 80/20 70/30	55.5 82.5 71,4	0 0 0	mie2 mie mie
9	mieszanina przedmieszki NR, do której wpro-	2-1	80/20	82,5	0	NR
	wadzono całą ilość sadzy i oleju, z BR	2-2	70/30	71,4	0	NR
	mieszanina przedmieszki NR, do której	3-1	80/20	50	50	mie
	wprowadzono 50 phr sadzy, z przedmieszką	3-2	70/30	50	50	mie
	BR, do której wprowadzono 50 phr sadzy,	3-3	60/40	50	50	mie
	i oleju	3-4	50/50	50	50	mie
	mieszanina przedmieszki NR, do której	4-1	80/20	50	50	NR
A	wprowadzono 50 phi- sadzy i całą ilość ole-	4-2	70/30	50	50	NR
	ju, z przedmieszką BR, do której wprowa-	4-3	60/40	50	50	NR
	dzono 50 phr sadzy	4-4	50/50	50	50	NR
	mieszanina przedmieszki CEC, do której	5-1	90/10	55,5	0	mie
5	5-2	80/20	2,5	0	mie
wprowadzono całą ilość sadzy, z BR i olejem	5-3	70/30	71,4	0	mie
6	mieszanina przedmieszki CEC, do której	6-1	80/20	62,5	0	CEC
O	wprowadzono całą ilość sadzy i olej, z BR	6-2	70/30	71,4	0	CEC
	mieszanina przedmieszki CEC, do której	7-1	80/20	50	50	mie
7	wprowadzono 50 phr sadzy, z przedmieszką	7-2	70/30	50	50	mie
/	BR, do której wprowadzono 50 phr sadzy,	7-3	60/40	50	50	mie
	i oleju	7-4	50/50	50	50	mie
	mieszanina przedmieszki CEC, do której	8-1	80/20	50	50	CEC
8	dodano 50 phr sadzy i całą ilość oleju,	8-2	70/30	50	50	CEC
z przedmieszką BR, do której wprowadzono	8-3	60/40	50	50	CEC
	50 phr sadzy	8-4	50/50	50	50	CEC

- ilości w częściach wagowych na 100 części wagowych ²- mie=mieszanka

189 105

Tabela 2. Właściwości wulkanizowanych mieszanek NR/BR

Nr sposobu	Nr	Mo^ey ML	Niezdysp. po-	Ciężar cząst.	Kauczuk związany,
mieszania	próbki	(1+4) @ 100°C	wierzchnia, %	zolu,K	%
	1-1	58	1,15	296	40
1	1-2	60	1,00	277	42
	1-3	64	2,84	243	43
o	2-1	63	1,26	276	41
	2-2	62	1,28	246	41
	3-1	62	0,86	337	37
3	3-2	61	0,58	338	35
3-3	64	0,65	338	36
	3-4	64	0,84	333	34
	4-1	70	0,68	359	37
4	4-2	70	0,62	361	37
	4-3	68	0,68	342	37
	4-4	65	0,54	324	35
	5-1	58		334	43
5	5-2	58		319	43
	5-3	58		294	41
£	6-1	50	0,32	430	35
0	6-2	59	0,40	347	37
	7-1	65	0,51	422	43
	7-2	65	0,46	434	42
/	7-3	62	0,54	428	40
	7-4	64	0,47	404	41
	8-1	62	0,52	401	40
8	8-2	64	0,52	434	40
8-3	58	0,65	407	34
	8-4	63	0,51	359	41

Tabela 3. Właściwości fizyczne mieszanek NR/BR

Nr próbki	Twardość	E100 MPa	E300 MPa	Rozciąga- nie, MPa	Wydłużenie, %	Odbojność 60°C, %	OdbzjezSś 0°C, %	Odbojność r.t,%
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1-1	65	2,9	16	29	500	62	35	52
1-2	64	3,1	17	28	462	65	43	55
1-3	65	3,2	18	25	404	65	46	56
2-1	69	2,9	16	26	459	60	39	50
2 2	69	2,9	16	24	434	60	4 1 l	51
3-1	65	2,4	13	26	510	63	43	53
3-2	66	2,4	13	26	514	63	45	54
3-3	66	2 5	13	25	486	62	48	54
3-4	67	2,5	13	23	465	62	49	57

189 105 c d. tabeli 3

1	2	3	4	5	6	7	8	9
4-1	68	2,6	14	27	502	61	42	52
4-2	69	2,6	14	25	472	61	43	53
4-3	68	2,6	14	24	467	60	44	53
4-4	68	2,7	14	24	459	60	46	53
5-1	65	2,9	17	28	452	65	41	54
5-2	64	2,8	16	27	452	65	43	55
5-3	64	2,9	16	25	432	65	45	56
6-1	66	2,5	14	27	505	62	42	54
6-2	65	2,9	15	26	482	63	45	55
7-1	68	3,0	17	29	472	64	45	55
7-2	65	3,0	17	28	459	64	46	5
7-3	67	2,9	16	25	429	64	48	58
7-4	67	3,0	16	223	397	65	1	59
8-1	67	2,8	15	28	480	64	46	56
8-2	67	2,8	15	27	476	64	47	56
8-3	66	2,8	14	25	465	62	47	55
8-4	65	2,8	15	23	400	67	54	60

Tabela 4. Właściwości pękania i dynamiczne mieszanek NR/BR

Nr próbki	Szybkość wzrostu pęknięć x 10'⁵, cm/ milion cykli	Wytrzymałość na rozdzieranie, matryca C, N/mm	Klasa ścieralności	Maksimum tg δ @ 60°C
1	2	3	4	5
1-1	4,32	126	81	0,176
1-2	3,11	65	83	0,147
1-3	1,34	54	68	0,132
2-1	4,37	55	100	0,178
2-2	2,39	50	99	0,164
3-1	4,30	101	74	0,165
3-2	3,86	97	80	0,161
3-3	3,56	80	85	0,153
3-4	2,23	73	100	0,158
4-1	4,47	108	85	0,165
4-2	4,62	104	96	0,173
4-3	3,82	70	113	0,175
4-4	3,73	63	50	0,175
5-1	4,03	75	114	0,176
5-2	3,72	65	113	0,156
5-3	1,99	62	98	0,152
6-1	1,64	75	101	0,186
6-2	0,61	61	107	0,166
7-1	4,59	70	117	0,178
7-2	4,30	75	132	0,166
7-3	4,81	58	144	0,151
7-4	3,43	52	146	0,132

189 105

c.d. tabeli 4

1	2	3	4	5
8-1	5,08	66	112	0,184
8-2	4,80	66	134	0,181
8-3	5,19	58	140	0,185
8-4	4,43	64	38	0,140

klasa ścieralności - (ubytek wagi próbki odniesienia/ubytek wagi próbki)x 100 (próbką odniesienia była próbka 2-1)

Sposób mieszania

Na sucho: mastykowany RSS1 zmieszano z innymi składnikami; CEC: Zmieszać przedmieszkę CEC, do której wprowadzono całą ilość sadzy, z mastykowanym RSS1 i olejem. Stosunki kauczuku naturalnego CEC do kauczuku naturalnego RSS1 wynosiły 10/0, 90/10, 80/20 i 70/30.

Sposoby postępowania podczas mieszania

Zastosowano trójetapowe mieszanie w mieszalniku Banbury do mieszanek na sucho i dwuetapowe mieszanie w mieszalniku Banbury do mieszanek CEC/RRS1. Kauczuk naturalny RRS1 mastykowano przed pierwszym etapem mieszania dla mieszanek na sucho i mieszanek CEC/RSS1.

0,75

100 obrotów na minutę

30°C

950 Wh

Warunki mastykacji RSSł: współczynnik napełnienia: szybkość wirnika: temperatura mieszalnika Banbury całkowita energia na szarżę

Claims

1. Sposób wytwarzania mieszanki kompozytów elastomerowych zawierającej elastomer, ziarnisty napełniacz i ewentualnie inne składniki, polegający na tym, że wprowadza się w ciągłym przepływie pierwszy płyn zawierający lateks elastomeru do strefy mieszania reaktora koagulatu, wprowadza się w ciągłym przepływie drugi płyn zawierający ziarnisty napełniacz pod ciśnieniem do strefy mieszania reaktora koagulatu w celu wytworzenia mieszaniny ziarnistego napełniacza z lateksem elastomeru, przy czym ziarnisty napełniacz powoduje koagulację lateksu, a mieszanie pierwszego płynu z drugim płynem w strefie mieszania dostarcza energii wystarczającej do zasadniczo całkowitego skoagulowania lateksu elastomeru z ziarnistym napełniaczem w reaktorze koagulatu; i odbiera się zasadniczo w ciągłym przepływie kompozyt elastomerowy z reaktora koagulatu; znamienny tym, że kompozyt elastomerowy miesza się na sucho z dodatkowym elastomerem z wytworzeniem mieszaniny kompozytu elastomerowego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lateks elastomeru i dodatkowy elastomer wybiera się niezależnie spośród kauczuku naturalnego, chlorowanego kauczuku naturalnego, homopolimeru, kopolimeru i terpolimerów 1,3butadienu, styrenu, izoprenu, izobutylenu, 2,3-dimetylo-l,3-butadienu, akrylonitrylu, etylenu i propylenu, rozcieńczonych olejem pochodnych dowolnych z nich i mieszaniny dowolnych z nich, ziarnisty napełniacz wybiera się spośród sadzy, koloidalnej krzemionki, krzemionki strącanej, powlekanych sadzy, sadzy z chemicznymi grupami funkcyjnymi, silikonowanej sadzy i mieszaniny dowolnych z nich.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dodatkowy ziarnisty napełniacz wprowadza się podczas mieszania na sucho kompozytu elastomerowego z dodatkowym elastomerem.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że dodatkowy ziarnisty napełniacz miesza się z dodatkowym elastomerem przed mieszaniem na sucho kompozytu elastomerowego z dodatkowym elastomerem.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 4, znamienny tym, że do strefy mieszania reaktora koagulatu wprowadza się dodatek wybrany spośród antyozonantów, przeciwutleniaczy, zmiękczaczy, środków ułatwiających przetwórstwo, żywic, środków przeciwpalnych, olejów rozcieńczalników, środków smarnych i mieszanin dowolnych z nich.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 4, znamienny tym, że lateks elastomerowy i dodatkowy elastomer wybiera się niezależnie spośród lateksu kauczuku naturalnego, lateksu kauczuku SBR, lateksu kauczuku butadienowego;

7. Sposób według zaostrz. 1 albo 2, albo 4, znamienny tym, że reaktor koagulatu określa wydłużoną strefę koagulatu przechodzącą od strefy mieszania do końca odbioru ze stopniowo wzrastającym polem przekroju.