PL240918B1 - Mieszanka kauczukowa o ulepszonej wymianie ciepła - Google Patents

Mieszanka kauczukowa o ulepszonej wymianie ciepła Download PDF

Info

Publication number
PL240918B1
PL240918B1 PL427240A PL42724017A PL240918B1 PL 240918 B1 PL240918 B1 PL 240918B1 PL 427240 A PL427240 A PL 427240A PL 42724017 A PL42724017 A PL 42724017A PL 240918 B1 PL240918 B1 PL 240918B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
carbon black
less
elastomer
elastomer blend
rubber
Prior art date
Application number
PL427240A
Other languages
English (en)
Other versions
PL427240A1 (pl
Inventor
Oliver W. TASSINARI
Oliver W. Tassinari
Greggory C. SMITH
Greggory C. Smith
Federico VILLALPANDO-PAEZ
Federico Villalpando-Paez
Alyson M. Christopher
Ping Zhang
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of PL427240A1 publication Critical patent/PL427240A1/pl
Publication of PL240918B1 publication Critical patent/PL240918B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06—Hydrocarbons
    • C08F212/08—Styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F236/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F236/06—Butadiene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C08L61/14—Modified phenol-aldehyde condensates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601—Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0654—Flexible cores therefor, e.g. bladders, bags, membranes, diaphragms
    • B29D2030/0655—Constructional or chemical features of the flexible cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601—Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0654—Flexible cores therefor, e.g. bladders, bags, membranes, diaphragms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2809/00—Use of rubber derived from conjugated dienes as mould material
    • B29K2809/06—SBR, i.e. butadiene-styrene rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Description

Opis wynalazku
Niniejsze ujawnienie dotyczy mieszanek elastomerów, a w szczególności elastycznych elastomerów zmieszanych z sadzą w celu polepszenia przewodności cieplnej i własności mechanicznych.
Polimery elastomerowe stosuje się w wielu gałęziach przemysłu, w tym w oponach i w produkcji opon. Kauczuki butylowe, na przykład, stosuje się do wytwarzaniu nadmuchiwanych dętek opon, które stosuje się w celu podtrzymania wewnętrznej powierzchni opony podczas utwardzania opony. Te dętki opon stosuje się zwykle ponownie wiele razy i wielokrotnie napełnia się powietrzem i opróżnia z powietrza w wysokich temperaturach.
Istotą wynalazku jest mieszanka elastomeru zawierająca:
żywicę elastomerową;
co najmniej 15 phr pierwszej sadzy;
co najmniej 25 phr drugiej sadzy innej niż pierwsza sadza, charakteryzująca się tym, że druga sadza, sadza częściowo skrystalizowana ma strukturę charakteryzowaną wskaźnikiem absorpcji oleju (OAN - ang. oil absorption number) większym niż 120 cm3/100 g i mniejszym niż 200 cm3/100 g, energię powierzchniową mniejszą niż 10 mJ/m2, krystaliczność procentową większą niż 40% i mniejszą niż 60%, i wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) większą niż lub równą 25 A i mniejszą niż lub równą 50 A, przy czym całkowita ilość sadzy jest mniejsza niż 70 phr;
przy czym żywica elastomerowa jest elastomerem dienowym wybranym z kauczuku butylowego, kauczuku halobutylowego, uwodornionego kauczuku nitrylobutadienowego (HNBR), kauczuku polichloroprenowego, kauczuku akrylonitrylo-butadienowego, uwodornionego kauczuku nitrylowego, fluoroelastomerów, elastomerów poliakrylanowych, monomeru etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM), elastomerów etylen-octan winylu (EVA), elastomerów polisiarczkowych, kauczuku naturalnego i kauczuku butadienowo-styrenowego.
W korzystnym rozwiązaniu stosunek wagowy pierwszej sadzy do drugiej sadzy jest mniejszy niż 2:1 i większy niż 1:2.
Przewodność cieplna mieszanki elastomeru korzystnie jest większa niż 0,29 W/mK.
W korzystnym rozwiązaniu utwardzony elastomer wykazuje wytrzymałość na rozciąganie większą niż 14,00 MPa i wydłużenie po przerwaniu próbki większe niż 550% i/albo ((wydłużenie po przerwaniu próbki) X (wytrzymałość na rozciąganie))/ 100% większe niż 80.
Korzystnie, drugą sadzą jest sadza, którą poddano obróbce cieplnej w temperaturze między 1100°C i 1800°C.
Korzystnie, elastomerem jest elastomer butylowy lub elastomer halobutylowy.
W innym korzystnym rozwiązaniu, pierwszą sadzą jest sadza piecowa, która spełnia wymagania sadzy typu ASTM N330.
Korzystnie, żywica elastomerowa jest elastomerem butylowym, gdzie mieszanka elastomeru wykazuje efektywność wymiany ciepła większą niż 0,25 W/mK i ((wydłużenie po przerwaniu próbki) X (wytrzymałość na rozciąganie))/100% większe niż 80.
Korzystnie, mieszanka elastomeru, po utwardzeniu, wykazuje efektywność wymiany ciepła większą niż 0,30 W/mK.
Korzystnie, elastomerem jest elastomer butylowy lub elastomer halobutylowy.
Korzystnie, stężenie drugiej sadzy jest większe niż stężenie pierwszej sadzy.
Korzystnie, wskaźnik absorpcji oleju (OAN) sadzy lub drugiej sadzy jest większy niż 130 lub większy niż 140 lub większy niż 150 cm3/100 g i mniejszy niż 300, mniejszy niż 250 lub mniejszy niż 200 cm3/100 g.
Korzystnie, wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej sadzy lub drugiej sadzy jest większa niż 30 A, większa niż 32 A, większa niż 34 A lub większa niż 36 A i mniejsza niż 50 A, mniejsza niż 48 A, mniejsza niż 45 A lub mniejsza niż 43 A.
Korzystnie, energia powierzchniowa sadzy jest mniejsza niż 7 mJ/m2, mniejsza niż 5 mJ/m2, mniejsza niż 2 mJ/m2 lub mniejsza niż 1 mJ/m2.
Korzystnie, (przewodność cieplna w W/mK) x (wydłużenie po przerwaniu próbki %) x (wytrzymałość na rozciąganie w MPa) elastomeru jest większe niż 2200.
PL 240 918 B1
Korzystnie, sadza częściowo skrystalizowana jest wytworzona przez obróbkę cieplną sadzy piecowej w temperaturze niższej niż 1800°C w ciągu czasu odpowiedniego dla wzrostu wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) podstawowej sadzy piecowej o więcej niż 5, więcej niż 6, więcej niż 10, więcej niż 15 lub więcej niż 20 A.
Korzystnie, wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) podstawowej sadzy piecowej jest zwiększona o mniej niż 50, mniej niż 40, niż 35, mniej niż 30, mniej niż 25 lub mniej niż 20 A.
W pewnym aspekcie przedstawia się mieszankę elastomeru, przy czym elastomer w mieszance zawiera żywicę elastomerową, pierwszą sadzę, drugą sadzę, inną niż pierwsza sadza, przy czym druga sadza, druga sadza częściowo skrystalizowana ma strukturę OAN większą niż 120 cm3/100 g i mniejszą niż 200 cm3/100 g, energię powierzchniową mniejszą niż 10 mJ/m2 i wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (ang. Raman microcrystalline planar size) (La) większą niż lub równą 25 A i mniejszą niż lub równą 50 A. Stosunek wagowy pierwszej sadzy do drugiej sadzy może być mniejszy niż 2:1 i większy niż 1:2. Elastomerowa żywica może być wybrana z kauczuku butylowego, kauczuku halobutylowego, nitrylu, uwodornionego kauczuku nitrylo-butadienowwgo (HNBR), ETDM, kauczuku polichloroprenowego, kauczuku akrylonitrylo-butadienowego, uwodornionego kauczuku nitrylowego, fluoroelastomerów, elastomerów poliakrylanowych, monomeru etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM), elastomerów etylen-octan winylu (EVA), elastomerów polisiarczkowych, kauczuku naturalnego i kauczuku butadienowo-styrenowego. Mieszanka elastomeru może mieć przewodność cieplną większą niż 0,29 W/mK i może wykazywać wytrzymałość na rozciąganie większą niż 14,00 MPa i wydłużenie po przerwaniu próbki większe niż 550% i/albo ((wydłużenie po przerwaniu próbki) X (wytrzymałość na rozciąganie))/100% większe niż 80. Drugą sadzą może1 być sadza, którą poddano obróbce cieplnej w temperaturze między 1100°C i 1800°C. Druga sadza może mieć krystaliczność procentową większą niż 40% i mniejszą niż 60%. Elastomerem może być elastomer butylowy lub elastomer halobutylowy. Pierwszą sadzą może być sadza piecowa, która spełnia wymagania dotyczące sadzy typu ASTM N330. Dętkę opony można wytwarzać z mieszanki elastomeru.
W innym aspekcie przedstawia się mieszankę elastomeru butylowego, przy czym mieszanka elastomeru butylowego zawiera co najmniej dwie różne sadze, przy czym elastomer butylowy wykazuje efektywność wymiany ciepła (ang. thermal transfer efficiency) większą niż 0,25 W/mK i ((wydłużenie po przerwaniu próbki) X (wytrzymałość na rozciąganie))/100% większe niż 80. Po utwardzeniu mieszanka elastomeru butylowego może wykazywać efektywność wymiany ciepła większą niż 0,30 W/mK. Jedną z sadzy może być sadza częściowo skrystalizowana, a jedną z sadzy może być sadza piecowa lub pochodząca z sadzy piecowej. Stężenie sadzy częściowo skrystalizowanej może być większe niż 25 phr, a stężenie sadzy piecowej może wynosić co najmniej 15 phr. Stężenie sadzy częściowo skrystalizowanej może być większe niż stężenie sadzy piecowej. Sadza częściowo skrystalizowana może mieć wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) większą niż lub równą 22 A. Dętkę opony można wytworzyć z mieszanki elastomeru butylowego.
W innym aspekcie przedstawia się elastomer butylowy, przy czym elastomer butylowy zawiera co najmniej 40 phr sadzy mającej wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) większą niż lub równą 22 A i mniejszą niż 45 A, strukturę OAN większą niż 120 i mniejszą niż 200 cm3/100 g i przy czym elastomer butylowy ma przewodność cieplną większą niż 0,29 W/mK, a wytrzymałość na rozciąganie w 25°C większą niż 14,0.
W innym aspekcie przedstawia się mieszankę elastomeru, przy czym mieszanka elastomeru zawiera elastomerową żywicę i sadzę wykazującą energię powierzchniową mniejszą niż 10 mJ/m2, wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) między 23 A i 45 A oraz OAN większą niż 85 cm3/100 g. OAN sadzy może być większa niż 130 lub większa niż 140 lub większa niż 150 cm3/100 g i mniejsza niż 300, mniejsza niż 250 lub mniejsza niż 200 cm3/100 g. Wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej sadzy może być większa niż 30 A, większa niż 32 A, większa niż 34 A lub większa niż 36 A i mniejsza niż 50 A, mniejsza niż 48 A, mniejsza niż 45 A lub mniejsza niż 43 A, a energia powierzchniowa sadzy może być mniejsza niż 7 mJ/m2, mniejsza niż 5 mJ/m2, niniejsza niż 2 mJ/m2 lub mniejsza niż 1 mJ/m2.
W innym aspekcie przedstawia się mieszankę elastomeru butylowego, przy czym mieszanka elastomeru butylowego zawiera co najmniej 40 phr sadzy, przy czym (przewodność cieplna w W/mK) x (wydłużenie po przerwaniu próbki %) x (wytrzymałość na rozciąganie w MPa) elastomeru jest większe niż 2200.
PL 240 918 B1
W innym aspekcie sadzę częściowo skrystalizowaną można wytworzyć przez obróbkę cieplną sadzy piecowej w temperaturze niższej niż 1800°C w ciągu czasu odpowiedniego dla zwiększenia wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) podstawowej sadzy piecowej o więcej niż 5, więcej niż 6, więcej niż 10, więcej niż 15 lub więcej niż 20 A. Wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) podstawowej sadzy piecowej można zwiększyć o mniej niż 50, mniej niż 40, mniej niż 35, mniej niż 30, mniej niż 25 lub mniej niż 20 A.
FIG. 1 jest to wykres przestawiający zależność między wytrzymałością na rozciąganie i efektywnością wymiany ciepła dla dwóch przykładów wykonania kompozytów elastomerowych.
FIG. 2 jest to wykres przedstawiający względny indeks własności kauczuku butylowego dwóch przykładów wykonania postaci zmieszanych i jeden przykład wykonania pojedynczej sadzy.
FIG. 3 jest to wykres przedstawiający wytrzymałość na rozciąganie i efektywność wymiany ciepła elastomeru butylowego z czterema różnymi przykładami wykonania kombinacji sadzy.
W pewnym aspekcie mieszanka materiału elastomerowego jest opisana tak, że zawiera jeden, dwa, trzy lub więcej różnych materiałów węglowych w postaci cząstek stałych, takich jak sadza. Materiały węglowe mogą zapewnić materiał elastomerowy o lepszych własnościach wymiany ciepła połączonych z lepszymi własnościami mechanicznymi. Gdy stosuje się ją, na przykład, w dętce opony, taka kompozycja elastomerowa może zapewnić szybszą wymianę ciepła, większe czasy cykli produkcyjnych i dłuższe okresy trwałości dętek (tj. dętka jest zdolna do większej liczby cykli produkcyjnych, zanim wymagana będzie wymiana). W pewnych przykładach wykonania mieszanka elastomeru może zawierać dwie sadze, takie jak sadza piecowa i sadza częściowo skrystalizowana. Mieszanka elastomeru może zawierać jakikolwiek elastomer, który korzysta z istotnych charakterystyk mechanicznych, jak również dobrej przewodności cieplnej lub elektrycznej.
Elastomery stosowane w niniejszym opisie mogą być naturalne lub syntetyczne i mogą obejmować, na przykład, homopolimery, kopolimery, terpolimery lub ich mieszaniny. Elastomery obejmują polimery termoutwardzalne, które ulegają wulkanizacji podczas utwardzania i mogą również obejmować termoplasty. Elastomer może mieć temperaturę zeszklenia (Tg) mierzoną za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej mieszczącą się w zakresie od około -120°C do około 20°C. Elastomerem może być kauczuk lub elastomer „dienowy”. Termin elastomer „dienowy” lub kauczuk należy rozumieć jako, w znany sposób, elastomer (jeden lub więcej rozumie się) uzyskany co najmniej częściowo (tj. homopolimer lub kopolimer) z monomerów dienowych (monomery mające dwa wiązania podwójne węgiel-węgiel, które mogą być lub mogą nie być sprzężone).
Elastomery dienowe można podzielić na dwie kategorie: „zasadniczo nienasycone” lub „zasadniczo nasycone”. Termin „zasadniczo nienasycone” należy generalnie rozumieć jako elastomer dienowy uzyskany co najmniej częściowo ze sprzężonych monomerów dienowych mających poziom jednostek pochodzenia dienowego (dieny sprzężone), który jest większy niż 15% (% molowy). Tak więc, elastomery dienowe, takie jak kauczuki butylowe lub kopolimery dienów i α-olefin typu EPDM, nie są objęte poprzednią definicją i można je w szczególności opisać jako elastomery dienowe „zasadniczo nasycone” (niski lub bardzo niski poziom jednostek pochodzenia dienowego, zawsze mniejszy niż 15%). W kategorii elastomery dienowe „zasadniczo nienasycone” termin elastomer dienowy „wysoko nienasycony” należy rozumieć jako w szczególności elastomer dienowy mający poziom jednostek pochodzenia dienowego (dieny sprzężone), który jest większy niż 50%.
Syntetyczne elastomery dienowe można wybrać z wysoko nienasyconych elastomerów dienowych składających się z polibutadienów (w skrócie „BR”), poliizoprenów syntetycznych (IR), kopolimerów butadienu, kopolimerów izoprenu i mieszanin tych elastomerów. Konkretne kopolimery obejmują kopolimery butadien/styren (SBR), kauczuk izobutyleno-izoprenowy (IIR), kopolimery izopren/butadien (BIR), kopolimery izopren/styren (SIR) i kopolimery izopren/butadien/styren (SBIR). W szczególnych przykładach wykonania kopolimer, taki jak IIR, może wykazać lepkość według Mooneya (ASTM D1646) od 46 do 56 MU, maksymalną zawartość substancji lotnych 0,3% wagowego i nienasycenie między 1,50 i 1,90 procenta molowego.
Elastomerami stosowanymi w ujawnionych kompozytach mogą być, na przykład, elastomery blokowe, statystyczne, sekwencyjne lub mikrosekwencyjne i można je wytworzyć w dyspersji lub w roztworze; elastomery mogą być sprzężone i/albo gwiaździście rozgałęzione lub również sfunkcjonalizowane za pomocą środka sprzęgającego i/albo rozgałęziającego gwiaździście lub środka funkcjonalizującego. Co się tyczy sprzęgania z sadzą, można wymienić, na przykład, grupy funkcyjne zawierające wiązanie C-Sn lub aminowane grupy funkcyjne, takie jak benzofenon, na przykład; co się tyczy sprzęgania ze wzmacniającym wypełniaczem nieorganicznym, takim jak krzemionka, można wymienić, na przykład,
PL 240 918 B1 silanolowe grupy funkcyjne lub polisiloksanowe grupy funkcyjne mające koniec silanolowy (jak opisano, na przykład, w US 6,013,718), grupy alkoksysilanowe (jak opisano, na przykład, w US 5,977,238), grupy karboksylowe (jak opisano, na przykład, w US 6,815,473 lub US 2006/0089445) lub grupy polieterowe (jak opisano, na przykład, w US 6,503,973). Każdy z tych odnośników jest niniejszym włączony w niniejszy opis jako odnośnik. Inne przykłady takich sfunkcjonalizowanych elastomerów elastomery epoksydowane typu SBR, BR, NR lub IR.
Przykładowe elastomery obejmują: polibutadieny, w szczególności polibutadieny mające zawartość jednostek 1,2 od 4% do 80% lub polibutadieny mające zawartość jednostek cis-1,4 większą niż 80%; poliizopreny; kopolimery butadien/styren, w szczególności kopolimery mające zawartość styrenu od 5% do 70% wagowych, szczególniej od 10% do 50%, na przykład, od 20% do 40% wagowych lub od około 23% do około 28% wagowych, zawartość wiązań 1,2 części butadienowej od 4% do 65% i zawartość wiązań trans-1,4 od 20% do 80%; kopolimery butadien/izopren, w szczególności kopolimery mające zawartość izoprenu od 5% do 90% wagowych i Tg (mierzoną zgodnie z ASTM D 3418-82) -40°C do -80°C lub kopolimery izopren/styren, w szczególności kopolimery mające zawartość styrenu od 5% do 50% wagowych i Tg od -25°C do -50°C.
W przypadku kopolimerów butadien/styren/izopren w szczególności odpowiednie są: kopolimery mające zawartość styrenu od 5% do 50% wagowych, a szczególniej od 10% do 40%, zawartość izoprenu od 15% do 60% wagowych, a szczególniej od 20% do 50%, zawartość butadienu od 5% do 50% wagowych, a szczególniej od 20% do 40%, zawartość jednostek 1,2 części butadienowej od 4% do 85%, zawartość jednostek trans-1,4 części butadienowej od 6% do 80%, zawartość jednostek 1,2 plus jednostek 3,4 części izoprenowej od 5% do 70% i zawartość jednostek trans-1,4 części izoprenowej od 10% do 50%, a ogólniej jakikolwiek kopolimer butadien/styren/izopren mający Tg od -20°C do -70°C.
Elastomer może również zawierać kauczuk naturalny. Kauczuk naturalny może być chemicznie modyfikowany w pewien sposób lub lateks kauczukowy może być tak przetworzony przed koagulacją, by utworzyć stały kauczuk naturalny. Przykładowo, kauczuk można poddać obróbce w celu modyfikacji chemicznej lub enzymatycznej lub zredukowania różnych składników niekauczukowych lub same cząsteczki kauczuku można modyfikować różnymi monomerami lub innymi grupami chemicznymi, takimi jak chlor. Można również stosować epoksydowany kauczuk naturalny.
Przykładowe elastomery syntetyczne obejmują, lecz nie ograniczają się do nich, kauczuki i polimery (np. homopolimery, kopolimery i/albo terpolimery) 1,3-butadienu, styrenu, izoprenu, izobutylenu, 2,3-dialkilo-1,3-butadienu, gdzie alkilenem może być metyl, etyl, propyl, itp., akrylonitryl, etylen i propylen. Przykłady obejmują kauczuk styren-butadien (SBR), kopolimer blokowy styren-butadien-styren (SBS), kopolimer blokowy styren-izopren-styren (SBS), polibutadien, poliizopren, poli(styren-ko-butadien), polimery i kopolimery dienów sprzężonych, takie jak polibutadien, poliizopren, poliizobuten, polichloropren i kopolimery takich dienów sprzężonych z monomerem zawierającym grupy etylenowe kopolimeryzowalne z nimi, takie jak styren, metylostyren, chlorostyren, akrylonitryl, 2-winylopirydyna, 5-metylo-2-winylopirydyna, 5-etylo-2-winylopirydyna, 2-metylo-5-winylopirydyna, akrylany podstawione allilem, keton winylowy, keton metylo-izopropenylowy, eter metylo-winylowy, eter poliglikolowy, kwasy alfametylenokarboksylowe oraz ich estry i amidy, takie jak kwas akrylowy i amid kwasu dialkiloakrylowego. W pewnych przykładach wykonania odpowiednie są również kopolimery etylenu i innych wysokich alfa-olefin, takich jak propylen, 1-buten i 1-penten, oraz kopolimery tlenku propylenu i eteru alliowo-glicydylowego (GPO). Odpowiednie elastomery termoplastyczne (TPE) obejmują również poliolefiny termoplastyczne, takie jak polietylen, polietylen sieciowalny, polipropylen i poliuretany termoplastyczne.
W konkretnych przykładach wykonania można stosować różne kauczuki butylowe. Obejmują one kauczuki halobutylowe, takie jak chlorowany kauczuk butylowy (kauczuk chlorobutylowy), bromowany kauczuk butylowy (kauczuk bromobutylowy). Inne odpowiednie elastomery mogą obejmować chloropolietylen, kauczuk z epichlorohydryny w postaci homopolimeru, chlorosulfonylopolietylen, kauczuk nitrylowy, uwodorniony kauczuk nitrylo-butadienowy (HNBR), kauczuk polichloroprenowy, kauczuk akrylonitrylo-butadienowy, uwodorniony kauczuk akrylonitrylo-butadienowy, kauczuk akrylonitrylo-chloroprenowy, kauczuk akrylonitrylo-izoprenowy, uwodorniony kauczuk nitrylowy, fluoroelastomery, takie jak polichlorotrifluoroetylen, elastomery poliakrylanowe, kopolimer etylen-akrylan etylu, kopolimer tlenku etylenu i chlorometylooksiranu, monomer etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM), elastomery etylen-octan winylu, elastomery polisiarczkowe, lateks kauczuku naturalnego, akrylan etylu i monomer ułatwiający wulkanizację (ACM), płynny kauczuk silikonowy, kauczuk metylosilikonowy, kauczuk metylosilikonowy z grupami fenylowymi, kauczuk metylosilikonowy z grupami winylowymi, kauczuk metylosiliko
PL 240 918 B1 nowy z grupami fenylowymi i winylowymi, kauczuk metylosilikonowy z grupami fluorowymi (FMQ), poliuretany na bazie poliestru (AU), poliuretany na bazie polieteru (EU), kauczuk mający podstawniki fluorowe i/albo fluoroalkilowe i/albo fluoroalkoksylowe w łańcuchu polimerowym (FPM), polinorbornen. Terpolimery mogą obejmować terpolimer etylen-propylen-dien, terpolimer epichlorohydryna-tlenek etylenu. Można również stosować mieszanki i/albo wzbogacone pochodne olejowe jakiegokolwiek z elastomerów omówionych w niniejszym opisie.
W kompozytach ujawnionych w niniejszym opisie można stosować różne dodatki inne niż sadza. Dodatkami mogą być, na przykład, materiały w postaci cząstek stałych, ciecze, gazy i dyspersje. Liczne dodatki znane są specjalistom w tej dziedzinie i obejmują, na przykład, przeciwutleniacze, antyozonanty, plastyfikatory, środki ułatwiające przetwórstwo (np. polimery płynne, oleje i tym podobne), żywice, środki zmniejszające palność, oleje-zmiękczacze, środki poślizgowe i jakąkolwiek ich mieszaninę. Przykładowe dodatki obejmują, lecz nie ograniczają się do nich, tlenek cynku i kwas stearynowy. Ogólne zastosowanie i wybór tych dodatków są dobrze znane specjalistom w tej dziedzinie.
Konkretne branże, które mogą korzystać z mieszanek elastomerów opisanych w niniejszym opisie, obejmują, na przykład, samochodowe, przemysłowe opony i materiały wytłaczane. Konkretne zastosowania obejmują, na przykład, węże, takie jak węże do chłodziwa, czynników chłodzących, hamulców, klimatyzacji, paliwa, oleju, chemikaliów, powietrza i płynu hydraulicznego; artykuły formowane, takie jak tuleje, elementy tłumiące drgania, wsporniki do silników, zderzaki szynowe, uszczelnienia, uszczelnienia typu O-ring, uszczelki i mieszki; elementy opon, takie jak bieżnik opony, dolna część bieżnika opony, górna część bieżnika opony, ściany boczne opony i stopki opony i materiały wytłaczane, takie jak paski i dętki.
Ponadto, mieszanki elastomerów ujawnione w niniejszym opisie można stosować w wytwarzaniu różnych wyrobów stosowanych w uszczelnianiu, izolowaniu, tłumieniu drgań i dostarczaniu płynów. Przykładowe wyroby obejmują uszczelnienia typu O-ring i szczeliwa, uszczelki, diafragmy, zawory, uszczelki hydrauliczne, uszczelnienia pęczniejące, głowice przeciwerupcyjne, wkładki do węży olejoodpornych. Inne przykłady wyrobów obejmują wyroby stosowane pod maskami samochodów, gdzie silnik, akcesoria do silników i inne elementy mogą funkcjonować w wysokich temperaturach, a duża przewodność cieplna jest pożądana w celu skutecznego rozpraszania ciepła lub w celu umożliwienia funkcjonowania elementów i wyrobów w niższych temperaturach. Takie wyroby obejmują wiązki przewodów, kable akumulatorowe, węże turbo, formowane przewody powietrzne, części hamulcowe, pierścienie uszczelniające, węże hydrauliczne i węże do chłodnic, uszczelki do przekładni i uszczelki, wibroizolatory do silnika i do podwozia, osłony przegubów homokinetycznych, uszczelki do silników i elementy układu paliwowego. Te i inne wyroby mogą mieć zastosowania w przemysłach naftowym/gazowym, lotniczym i kosmicznym oraz samochodowym. Wyroby ujawnione w niniejszym opisie mogą mieć korzystne własności zwiększające jedną lub kilka spośród dużej skuteczności uszczelniania w temperaturze roboczej, dużej odporności na nagłą dekompresję gazu (RGD) i dużej wytrzymałości na wytłaczanie.
Dętki opon stosuje się w celu wytwarzania opon pojazdów, a zwykle wytwarza się je z kauczuku butylowego, takiego jak kauczuk butylowy 268 EXXON™ (ExxonMobil) lub kauczuk halobutylowy. Podczas procesu utwardzania opony dętkę opony napełnia się gorącym powietrzem i wodą oraz wywiera się nacisk na wewnętrzną powierzchnię zielonej opony. Ciepło jest wymieniane przez rozszerzoną elastomerową dętkę w celu ułatwienia utwardzania opony. Ponieważ sam polimer jest słabym przewodnikiem ciepła, często stosuje się dodatki w celu zwiększenia wymiany ciepła od jednego boku elastomeru do drugiego. Zastosowana wysoka temperatura w połączeniu z częstym rozszerzaniem i kurczeniem dętki znaczy, że dętka musi zachować również swe własności mechaniczne, takie jak wytrzymałość na rozdarcie i wytrzymałość na wydłużenie zarówno w ramach cykli termicznych, jak i mechanicznych. Sadze acetylenowe są dobrymi przewodnikami ciepła i często dodaje się je do kauczuku butylowego w celu poprawy charakterystyk przenoszenia ciepła. Sadze acetylenowe są typem sadzy dobrze znanym specjalistom w tej dziedzinie i są one tworzone przez rozkład (nie spalanie) acetylenu. Charakteryzują je duże struktury, wysoki stopień krystaliczności i niski poziom energii powierzchniowej w porównaniu z innymi typami sadzy. W celu poprawy charakterystyk mechanicznych sadze aktywne, takie jak sadza piecowa typu ASTM N330, miesza się często z materiałem elastomerowym razem z sadzą acetylenową. Sadze piecowe są typu sadzy dobrze znanego specjalistom w tej dziedzinie i są tworzone przez częściowe spalanie węglowodorów w zamkniętym piecu. Mogą one wykazywać wiele własności, takich jak wielkość cząstki i struktura agregatowa. Sadza piecowa typu ASTM N330 ma liczbę absorpcji jodu (ASTM D1510) około 82 g/kg, liczbę absorpcji oleju (OAN według ASTM D2414) około 102 ml/100 g, OAN po rozdrobnieniu (ASTM D3493) około 88 ml/100 g, siłę barwienia (ASTM D3265) około 104%;
PL 240 918 B1 i pole powierzchni STSA (ASTM D6556) około 76 m2/g. Sadza typu ASTM N330 nie przewodzi ciepła, jak również ma to miejsce w przypadku sadzy acetylenowej, lecz zwykle zapewnia elastomer o lepszych własnościach mechanicznych, takich jak wytrzymałość na rozdarcie, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie. Dętka opony, która zawierała jedynie sadzę acetylenową miałaby słabsze własności wzmacniające niż sadza wykorzystująca jedynie sadze aktywne (takie jak sadza typu serii ASTM 200 lub 300) i byłaby bardziej podatna na uszkodzenia mechaniczne, takie jak ścieranie, rozdarcie i pęknięcie. Skutkowałoby to mniejszą liczbą cykli utwardzania podczas jej okresu trwałości w porównaniu z dętką, która zawiera sadzę aktywną. FIG. 1 ilustruje zwiększenie efektywności wymiany ciepła, które można uzyskać przez zastosowanie sadzy acetylenowej w połączeniu z aktywną sadzą piecową ASTM N330 (mieszanka Próbka 4/Próbka 3). Zwraca się uwagę na to, że utracie wytrzymałości na rozciąganie w elastomerze towarzyszy zwiększeniu efektywności wymiany ciepła. Uważa się, że kompromis między efektywnością wymiany ciepła i wytrzymałością mechaniczną jest spowodowany pozytywną zależnością między energią powierzchniową i wytrzymałością mechaniczną w sprzeczności z negatywną zależnością między energią powierzchniową i efektywnością wymiany ciepła. Tak więc, sadze o małej energii powierzchniowej zapewniają dużą wymianę ciepła, lecz małą wytrzymałość mechaniczną, a sadze o dużej energii powierzchniowej zapewniają małą wymianę ciepła, lecz dobre własności mechaniczne. Jak opisano w niniejszym opisie, stwierdzono, że dzięki zastosowaniu sadzy mającej ograniczoną krystaliczność (lub energię powierzchniową) i określoną morfologię kompozyt elastomerowy zawierający te sadze może zapewnić połączenie efektywności wymiany ciepła i wytrzymałości mechanicznej, które przewyższa połączenie stosowanych obecnie materiałów. Dzięki temu elastomer zapewnia większe czasy cykli, większe cykle aż do uszkodzenia lub połączenie obu tych korzyści.
Sadze częściowo skrystalizowane można utworzyć przez zwiększenie krystaliczności sadzy podstawowej (np. wytworzonej przez proces zachodzący w piecu, termiczny, z zastosowaniem lampy, plazmowy lub rozkładu acetylenu) bez całkowitego skrystalizowania cząstek. Podstawowe sadze piecowe wykazują naturalną krystaliczność mającą zwykłą wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) w zakresie 16 do 21 A. W pewnym układzie przykładów wykonania sadze podstawowe krystalizuje się częściowo za pomocą kontrolowanej obróbki cieplnej sadzy podstawowej. Sadza jest „poddawana obróbce cieplnej i przetwarzana” lub „poddana obróbce cieplnej lub przetwarzana”, jeśli jest ona poddana drugiemu (po początkowym wytworzeniu cząstek) procesowi termicznemu, który zmienia krystaliczność i morfologię powierzchni cząstki sadzy. Krystalizacja cząstek sadzy może również zmienić kształt cząstki, zmieniając go z zasadniczo kulistego do kształtu wielobocznego. Specjaliści w tej dziedzinie mogą wytworzyć sadzę poddaną obróbce cieplnej w piecu rurowym lub innym odpowiednim podgrzewaczu.
W jednym sposobie wytwarzania sadzę poddaną obróbce cieplnej można wytworzyć w piecu rurowym lub innym odpowiednim podgrzewaczu. Piec można ogrzewać elektrycznie lub za pomocą spalania paliwa kopalnego. Temperatura złoża sadzy może być stała przez cały czas w celu zapewnienia tego, by cała sadza poddana była takim samym warunkom reakcji. Złoże sadzy może być statyczne lub może być fluidalne. Próbki można poddać działaniu określonych temperatur, na przykład jak podano poniżej, dla okresu czasu dostatecznego dla uzyskania, ale nie przekroczenia, pożądanej krystaliczności częściowej. Próbki można poddać obróbce cieplnej w obojętnym środowisku i gaz obojętny, taki jak azot, można przepuścić przez sadzę lub nad sadzą w celu ułatwienia usuwania jakichkolwiek substancji lotnych, które są tracone z sadzy. Pobierając próbki w różnych odstępach czasu operator może analizować próbki i dokładnie określić poziom krystaliczności sadzy. Specjaliści w tej dziedzinie są w stanie pobrać próbki sadzy po takiej obróbce, zanalizować mikrokrystaliczność Ramanowską i odpowiednio dostosować proces w celu osiągnięcia docelowego poziomu, na przykład, krystaliczności lub energii powierzchniowej. Gdy dla określonej sadzy podstawowej są określone profile czasu i temperatury, profil można powtarzać dla określonej sadzy podstawowej w celu odtworzenia sadzy częściowo skrystalizowanych mających, na przykład, pożądane krystaliczność, energię powierzchniową, pole powierzchni i strukturę OAN. Inne sposoby i urządzenia do obróbki cieplnej sadzy są znane specjalistom w tej dziedzinie i można je wzorcować w ten sam sposób.
W różnych przykładach wykonania cząstki sadzy można poddać działaniu temperatur wyższych lub równych 600°C, wyższych lub równych 800°C, wyższych lub równych 1000°C, wyższych lub równych 1100°C, wyższych lub równych 1200°C, wyższych lub równych 1300°C, wyższych lub równych 1400°C, wyższych lub równych 1500°C lub wyższych lub równych 1600°C. W innych przykładach wykonania cząstki sadzy można poddać działaniu temperatur niższych niż 600°C, niższych niż 800°C, niższych niż 1000°C, niższych niż 1100°C, niższych niż 1200°C, niższych niż 1300°C, niższych niż
PL 240 918 B1
1400°C, niższych niż 1500°C, niższych niż 1600°C lub niższych niż 1700°C. Konkretny zakres temperatur obróbki obejmuje 1000°C do 1800°C, 1100°C do 1700°C, 1100°C do 1600°C, 1100°C do 1500°C, 1100°C do 1400°C i 1100°C do 1300°C. Obróbka może mieć miejsce w atmosferze obojętnej, takiej jak azot. Czas przebywania materiału w wybranej temperaturze może być większy niż lub równy 30 minut, jedna godzina, dwie godziny lub więcej niż dwie godziny. W pewnych przykładach wykonania czas przebywania może być ograniczony do mniej niż trzech godzin, mniej niż dwóch godzin, mniej niż 90 minut, mniej niż jednej godziny lub mniej niż 30 minut. Temperaturę można utrzymywać stałą lub w alternatywnych przykładach wykonania może ona rosnąć lub spadać w trakcie czasu przebywania. Częściowa krystalizacja może obejmować zwiększenie zwykłej wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej sadzy podstawowej o wartość większą lub równą 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 lub 24 A i/albo zwiększenie zwykłej wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej o wartość mniejszą lub równą 35, 30, 25, 20, 15 lub 10 A. Podobnie, zwykła wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej sadzy podstawowej może być zwiększona o wartość większą lub równą 10%, 20%, 30%, 50%, 75%, 100%, 120% lub 150%. W pewnych przykładach wykonania wzrost wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej sadzy podstawowej może być ograniczony do wartości mniejszej lub równej 10%, 20%, 30%, 50%, 75%, 100%, 120% lub 150%. Poziom krystalizacji można sprawdzić za pomocą pobierania próbek sadzy w różnych odstępach czasu i pomiar wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej. Chociaż sadze mogą znacznie różnić się, zwykle sadze uważa się za w pełni skrystalizowane (już nie częściowo skrystalizowane) po przedłużonym poddaniu działaniu temperatur wyższych niż 1800°C.
W pewnych przykładach wykonania opisanych w niniejszym opisie sadzę aktywną, np. sadzę typu ASTM N330, można mieszać z drugą sadzą, która zastępuje lub uzupełnia sadzę acetylenową w kompozycie elastomerowym. Drugą sadzą może być, na przykład, sadza piecowa częściowo skrystalizowana. Może ona mieć niższą energię powierzchniową niż sadza aktywna i może wykazywać większą efektywność wymiany ciepła niż sadza aktywna. Stosunek wagowy sadzy aktywnej (np. sadza typu ASTM N330) do drugiej sadzy może być, na przykład, większy niż 1:5, większy niż lub równy 1:4, większy niż lub równy 1:3, większy niż lub równy 1:2, większy niż lub równy 2:3, większy niż lub równy 1:1, większy niż lub równy 4:3 lub większy niż lub równy 2:1. W tych samych lub innych przykładach wykonania stosunek wagowy sadzy aktywnej do drugiej sadzy może być, na przykład, mniejszy niż 1:5, mniejszy niż 1:4, mniejszy niż 1:3, mniejszy niż 1:2, mniejszy niż 2:3, mniejszy niż 1:1, mniejszy niż 4:3 lub niniejszy niż 2:1. Przykładowo w pewnym przykładzie wykonania stosunek wagowy sadzy aktywnej do drugiej sadzy może być większy niż 1:2 i mniejszy niż 1:1. Całkowita ilość sadzy w elastomerze polimerowym może zmieniać się zależnie od jej zamierzonego zastosowania. Przykładowo, w przypadku dętek opon całkowita ilość sadzy w mieszance elastomeru może bazować wagowo „na 100 części kauczuku” (phr). Termin „phr” jest to ilość substancji dodanej do mieszaniny, wagowo, w porównaniu z ilością kauczuku w zmieszanym materiale. Ilość kauczuku w zmieszanym materiale normalizuje się do „100”, a stężenia innych substancji w zmieszanym materiale podane są w tej samej skali. Tak więc, mieszanka elastomeru sporządzona z równych mas sadzy i elastomeru miałaby 100 phr sadzy. Elastomer sporządzony z 80% wagowych elastomeru i 20% wagowych sadzy zawierałby 25 phr sadzy. Zwraca się uwagę na to, że dodanie dodatkowych substancji do zmieszanego materiału nie zmieni phr sadzy, chociaż zmieni procent wagowy sadzy w zmieszanym materiale. Różne przykłady wykonania mieszanek elastomerów opisanych w mniejszym opisie mogą mieć całkowitą zawartość sadzy większą niż lub równą 20, 30, 40, 45, 50, 60 lub 65 phr. Podobnie, te i inne przykłady wykonania mogą mieć całkowitą zawartość sadzy mniejszą niż 70, 60, 50, 40, 30 lub 20 phr. Sadza może zawierać, na przykład, więcej niż 20, więcej niż 50, więcej niż 75 lub więcej niż 90% wagowych całkowitego materiału w postaci cząstek stałych w elastomerze. Mieszanki elastomeru mogą zawierać pewne materiały oprócz elastomeru i sadzy. Te dodatkowe materiały mogą obejmować, na przykład, przeciwutleniacze, środki wulkanizujące, inicjatory utwardzania, żywice i rozpuszczalniki oraz mogą być obecne w stężeniach, na przykład, większych niż 1,5, 10, 15 lub 20 phr. W pewnych przykładach wykonania jedynym dodatkiem w postaci cząstek stałych jest sadza. Jednakże inne przykłady wykonania mogą obejmować dodatkowy materiał w postaci cząstek stałych, taki jak włókna szklane, włókna polimerowe, płatki, glinę, szkło, tlenki metali, w tym tlenek glinu i krzemionkę.
Sadze, które można stosować jako pierwszą sadzę lub sadze trzecią lub czwartą, obejmują jakiekolwiek sadze znane specjalistom w tej dziedzinie, które stosuje się w przypadku układów elastomerowych. Przykładowe sadze, które można stosować jako pierwszą sadzę, obejmują jakiekolwiek z sadzy w seriach ASTM N100 do sadzy serii ASTM N900. Określone serie, które można stosować, obejmują
PL 240 918 Β1 sadze serii N100, sadze serii N200, sadze serii N300, sadze serii N500, sadze serii N600, sadze serii N700, sadze serii N800, sadze serii N900 lub ich kombinacje. Do zastosowania w przypadku różnych przykładów wykonania można również wykorzystać sadze sprzedawane pod znakami handlowymi Regal®, Black Pearls®, Spheron®, Sterling®, i Vulcan® dostępne w Cabot Corporation, Raven®, XT Technology, Ultra® i inne sadze dostępne w Birla Carbon, oraz pod znakami towarowymi Corax®, Durex®, Ecorax®, Sabie™ i Purex® i linię CK dostępne w Orion Engineered Carbons S.A., oraz inne wypełniacze odpowiednie do wykorzystania w zastosowaniach kauczuku lub opon.
W pewnym układzie przykładów wykonania krystaliczność sadzy podstawowej jest zmieniana przez obróbkę ciepłą. Pewną miarą krystaliczności jest wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej. Pomiary Ramanowskie La (wielkość powierzchni mikrokrystalicznej) opierają się na pracy Gruber i wsp., „Raman Studies of Heat-Treated Carbon Blacks” Carbon, Tom 32 (7), str. 1377, 1382, 1994, która jest włączona w niniejszy opis jako odnośnik. Krystaliczność można również zmierzyć za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Sadza częściowo skrystalizowana może mieć wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) co najmniej 20 A, co najmniej 23 A, co najmniej 24 A, co najmniej 25 A, co najmniej 30 A, co najmniej 35 A lub co najmniej 40 A. W pewnych przypadkach sadza częściowo skrystalizowana ma wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) 100 A lub mniejszą, 75 A lub mniejszą, 50 A lub mniejszą, 40 A lub mniejszą, 35 A lub mniejszą lub 30 A lub mniejszą. Krystaliczność mierzona za pomocą spektroskopii Ramanowskiej może być również podana z zastosowaniem krystaliczności procentowej cząstki, a w pewnych przypadkach krystaliczność procentowa może być większa niż 25, większa niż 30, większa niż 35, większa niż 37, większa niż 40, większa niż 42 lub większa niż 50. Te same lub inne przykłady mogą wykazywać krystaliczność procentową mniejszą niż 80, mniejszą niż 60, mniejszą niż 50, mniejszą niż 45, mniejszą niż 42, mniejszą niż 40, mniejszą niż 38, mniejszą niż 35, mniejszą niż 32 lub mniejszą niż 27.
Energię powierzchniową (SE) cząstki sadzy można określić przez pomiar adsorpcji pary wodnej stosując przyrząd grawimetryczny. Próbkę sadzy nakłada się na mikrowagę w komorze wilgotnej i pozostawia w celu osiągnięcia stanu równowagi przy serii skokowych zmian wilgotności względnej. Rejestruje się zmianę masy. Wzrost masy w stanie równowagi w funkcji wilgotności względnej stosuje się w celu utworzenia izotermy sorpcji pary. Ciśnienie rozprzestrzeniania (w mJ/m2) dla próbki oblicza się jako πΕ/ΒΕΤ, przy czym:
= RT Tdinp i R jest idealną stałą gazową, T jest temperaturą, T stanowi mole zaadsorbowanej wody, pO jest ciśnieniem pary i p jest ciśnieniem cząstkowym pary na każdym stopniowym etapie. Ciśnienie rozprzestrzeniania odnosi się do energii powierzchniowej substancji stałej i wskazuje na własności hydrofobowe/hydrofilowe substancji stałej, przy czym niższa energia powierzchniowa (SE) odpowiada wyższej hydrofobowości.
W pewnych przykładach wykonania sadza częściowo skrystalizowana ma energię powierzchniową (SE) 10 mJ/m lub mniejszą, 9 mJ/m lub mniejszą, 8 mJ/m lub mniejszą, 7 mJ/m lub mniejszą, 6 mJ/m lub mniejszą, 5 mJ/m2 lub mniejszą lub 3 mJ/m2 lub mniejszą. W tych samych i innych przykładach wykonania sadza częściowo skrystalizowana ma energię powierzchniową (SE) większą niż 3 mJ/m2, większą niż 4 mJ/m2, większą niż 5 mJ/m2, większą niż 6 mJ/m2, większą niż 7 mJ/m2, większą niż 8 mJ/m2 lub większą niż 9 mJ/m2.
Pewnym sposobem pomiaru pola powierzchni sadzy jest metoda Brunauera, Emmetta i Tellera (BET według ASTM 6556). Różne przykłady wykonania sadzy częściowo skrystalizowanych stosowanych w niniejszym opisie mogą mieć pole powierzchni BET co najmniej 100 m2/g, np. mieszczące się w zakresie od 100 m2/g do 600 m2/g. W innych przypadkach sadza częściowo skrystalizowana ma BET co najmniej 200 m2/g, co najmniej 300 m2/g, co najmniej 400 m2/g, co najmniej 500 m2/g lub co najmniej 600 m2/g. W pewnych przykładach wykonania BET sadzy częściowo skrystalizowanej jest mniejsze niż 1200 m2/g, mniejsze niż 1000 m2/g, mniejsze niż 800 m2/g, mniejsze niż 700 m2/g, mniejsze niż 600 m2/g lub mniejsze niż 500 m2/g.
Innym sposobem scharakteryzowania pól powierzchni sadzy jest zastosowanie pola powierzchni grubości statystycznej (STSA). STSA wielu sadzy opisanych w niniejszym opisie może wynosić co najmniej 100 m2/g, np. mieszcząc się w zakresie od 100 m2/g do 600 m2/g. W innych przypadkach sadza częściowo skrystalizowana ma STSA co najmniej 200 m2/g, co najmniej 300 m2/g, co najmniej 400 m2/g,
PL 240 918 Β1 co najmniej 500 m2/g lub co najmniej 600 m2/g. W pewnych przykładach wykonania STSA sadzy częściowo skrystalizowanej jest mniejsze niż 1200 m2/g, mniejsze niż 1000 m2/g, mniejsze niż 800 m2/g, mniejsze niż 700 m2/g, mniejsze niż 600 m2/g lub mniejsze niż 500 m2/g.
Gdy obróbka cieplna jest pewną metodą zapewnienia krystalizacji częściowej, konieczne może być dostosowanie określonych temperatur, czasów przebywania i geometrii pieca w celu osiągnięcia pożądanych poziomów krystaliczności, struktury, pola powierzchni i energii powierzchniowej. Przykładowo, stwierdzono, że sadza częściowo skrystalizowana wytworzona przez ogrzewanie podstawowej sadzy w temperaturach mieszczących się w zakresie od 1100°C do 1800°C mogłaby dać sadzę poddaną obróbce cieplnej mającą pole powierzchni BET (ASTM 6556) mieszczące się w zakresie 100 m2/g do 1100 m2/g i jedną lub więcej innych określonych własności, takich jak energię powierzchniową (SE) 10 mJ/m2 lub mniejszą (np. 9 mJ/m2 lub mniejszą, 6 mJ/m2 lub mniejszą lub 3 mJ/m2 lub mniejszą), wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) co najmniej 22 A i mniejszą niż 60 A (np. mieszczącą się w zakresie od 22 A do 60 A, co najmniej 25 A lub mieszczącą się w zakresie od 25 A do 50 A itp.) lub ich kombinacje.
W wielu przykładach wykonania strukturę sadzy częściowo skrystalizowanych można regulować w określonym zakresie. Strukturę można mierzyć stosując liczbę (wskaźnik) absorpcji oleju (OAN, ang. oil absorption number), która jest znana specjalistom w tej dziedzinie i jest opisana w ASTM D2414. Przykładowo, OAN może być większa niż 80, większa niż 100, większa niż 120 lub większa niż 140 cm3/100 g. W innych przykładach wykonania OAN może być mniejsza niż 220, mniejsza niż 200, mniejsza niż 180 lub mniejsza niż 160 cm3/100 g. W pewnych przykładach wykonania OAN może być w zakresie 80 do 180 cm3/100 g, 80 do 160 cm3/100 g, 100 do 200 cm3/100 g, 100 do 180 cm3/100 g lub 120 do 180 cm3/100 g. W innych przykładach wykonania zakresy OAN mogą obejmować 100 do 180 cm3/100 g, 110 do 180 cm3/100 g, 120 do 180 cm3/100 g, 130 do 180 cm3/100 g i 130 do 175 cm3/100 g.
W pewnym przykładzie wykonania sadza przed krystalizacją częściową (sadza podstawowa) ma energię powierzchniową większą niż 10 mJ/m2 i pole powierzchni BET (ASTM 6556) co najmniej 50 m2/g. Przykładowo, pole powierzchni BET może wynosić co najmniej 100 m2/g, 200 m2/g, 300 m2/g, co najmniej 500 m2/g, co najmniej 1000 m2/g, 1200 m2/g, co najmniej 1300 m2/g, co najmniej 1400 m2/g lub co najmniej 1500 m2/g. W tych samych lub różnych przykładach wykonania pole powierzchni BET może być mniejsze niż lub równe 150 m2/g, 300 m2/g, 500 m2/g, 1000 m2/g, 1500 m2/g lub 2100 m2/g. Sadza podstawowa może, w pewnych przypadkach, mieć energię powierzchniową większą niż 10 mJ/m2 i pole powierzchni BET mieszczące się w zakresie od 200 m2/g do 2100 m2/g, np. pole powierzchni BET mieszczące się w zakresie od 300 m2/g do 2100 m2/g, od 500 m2/g do 2100 m2/g, od 1000 m2/g do 2100 m2/g, od 1200 m2/g do 2100 m2/g, od 1300 m2/g do 2100 m2/g, od 1400 m2/g do 2100 m2/g lub od 1500 m2/g do 2100 m2/g. Takie same zakresy pól powierzchni BET można utrzymać w sadzach częściowo skrystalizowanych sporządzonych z tych sadzy podstawowych, chociaż energia powierzchniowa będzie zwykle mniejsza niż w sadzy podstawowej. Sadzą podstawową może być sadza piecowa.
Przykład 1 - W pierwszym przykładzie próbki sadzy podstawowej sadzy typu ASTM N330 (sadza VULCAN® 3 dostępna w Cabot Corporation), sadzy VULCAN® XC72 (Cabot) i sadzy VULCAN® XC500 (Cabot) poddano obróbce cieplnej w atmosferze obojętnej w temperaturach podanych w Tabeli 1, aż uzyskały one wartości Ramanowskiego La podane w Tabeli 2. Powstałe sadze częściowo skrystalizowane oceniono pod kątem własności termicznych i mechanicznych. Temperatura obróbki „niepoddanych obróbce” wskazuje na to, że sadze te nie poddano obróbce cieplnej. Sadza Denka Black (Denka) jest sadzą acetylenową, którą stosuje się w wytwarzaniu dętki opony.
Tabela 1
Próbka ID Sadza podstawowa Temperatura obróbki C
1 YULCAN XC72 Niepoddana obróbce
2 YULCAN XC500 Niepoddana obróbce
3 DENKA BLACK Niepoddana obróbce
4 YULCAN 3 Niepoddana obróbce
5 YULCAN XC72 1200
6 YULCAN XC72 1500
7 YULCAN XC500 1200
8 YULCAN XC500 1500
9 YULCAN 3 1200
PL 240 918 Β1
Sadze częściowo skrystalizowane poddane obróbce cieplnej z Tabeli 1 poddano analizie w celu pomiaru pola powierzchni BET (ASTM 6556), struktury OAN (ASTM 2414), wielkości Ramanowskiej powierzchni, krystaliczności procentowej (za pomocą spektroskopii Ramanowskiej) energii powierzchniowej (jak opisano w niniejszym opisie). Wartości te podano poniżej w Tabeli 2. Jak przedstawiono, próbki doświadczalne częściowo skrystalizowane wykazały wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej od 35 do 95 A. W porównaniu ze zwykłymi wartościami ich poszczególnych sadzy podstawowych próbki doświadczalne miały wzrost wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej od 22,2 do 45 A, zależnie od określonej sadzy. Kolumna określona „Δ La (Angstremy)” pokazuje zmianę wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej od sadzy podstawowej do sadzy częściowo skrystalizowanej. Próbki te miały również energie powierzchniowe (SEP) mniejsze niż lub równe 8 mJ/m2, przy czym większość próbek doświadczalnych wykazuje energie powierzchniowe mniejsze niż lub równe 1,4 mJ/m2. Zwraca się uwagę na to, że po podobnej obróbce cieplnej krystaliczność sadzy typu ASTM N330 (próbka 9) wzrosła jedynie o 5,2 A. Pole powierzchni BET sadzy doświadczalnych częściowo skrystalizowanych miało wartości od 51 do 170 m2/g i wartości OAN od 130 do 174 cm3/100 g.
Tabela 2
Próbka BET (rcP/e) OAN (cmYlOO g) U Angstremy Λ La Angstremy % Krystaliczność SEP (mJ/m1)
l 235 174 25.5 Podstawowa CB 36,5 19
2‘ 54 147 21 Podstawowa CB 33 17
3 66 218 33 Podstawowa CB 39 1.8
4 77,8 102 17 Podstawowa CB 28 17.4
5 146 170 36.1 10,6 40 7
6 110 161 42,6 17,1 49,5 1.4
7 51 135 35 14 45 <1
8 51 130 45 24 50 <1
9 82.7 83 22,2 5,2 33,7 7.8
Przykład 2- W celu oceny własności termicznych i mechanicznych tych sadzy częściowo skrystalizowanych w kompozycjach elastomerowych wytworzono próbki kauczuku kompozytowego stosując pewne sadze częściowo skrystalizowane z Tabeli 1. Próbki wytworzono przez zmieszanie 100 części wagowych polimeru Εχχοη Butyl 268, 5 części wagowych parafinowego oleju procesowego, 5 części wagowych tlenku cynku, 10 części wagowych bromowanej żywicy fenolowo-formaldehydowej i 50 części wagowych (phr) sadzy. Składniki starannie zmieszano w mieszalniku Banbury 1600 cm3 (współczynnik wypełnienia 70%) w 3-etapowymm procesie mieszania. Temperatura początkowa dla pierwszego etapu była 60°C i była 50°C dla etapów drugiego i trzeciego. W pierwszym etapie elastomer Εχχοη Butyl 268 mieszano wstępnie w ciągu 30 s przy 80 rpm, po czym dodano 2/3 wypełniacza. Po dodatkowych 60 s dodano pozostały wypełniacz, po czym mieszaninę mieszano w ciągu dodatkowych 30 s. W tym momencie w mieszalniku przeprowadzono zgarnianie i dodano olej. Mieszanie kontynuowano w ciągu dodatkowych 180 s przy zgarniniach co 60 s. W drugim etapie przedmieszkę z 1 etapu mieszano przy 80 rpm w ciągu 240 s. W trzecim etapie przedmieszkę z etapu 2 mieszano przy 60 rpm w ciągu 30 s, po czym dodano tlenek cynku i żywicę. Mieszanie kontynuowano w ciągu dodatkowych 120 sekund, przy zgarnianiu w 60 s. Próbki były walcowane po każdym etapie, za pomocą sześciu rolek końcowych wykonane przed usunięciem materiału z młyna. Powstałe próbki utwardzano w 170°C w ciągu T90 + 10%. Jest to okres czasu do uzyskania 90% utwardzenia plus 10% tego czasu. Stopień utwardzenia zmierzono stosując typowy reometr do kauczuku. Elastomery kompozytowe uformowano w postaci elastomerowych płyt kauczukowych mających w przybliżeniu grubość 2 mm. Przewodność cieplną każdej z próbek kauczukowych określono zgodnie z ASTM D5470 na okrągłych wykrawanych próbkach mających powierzchnię zetknięcia 1,327 cal2. Zmierzono faktyczną grubość próbki, nacisk wyniósł 50 psi, a temperatura próbki wyniosła 50°C. Identyfikator próbki w Tabel i 3 odpowiada próbce poddanej obróbce cieplnej z Tabeli 1, którą włączono do elastomeru kompozytowego. Wyniki przewodności cieplnej są średnimi z dwóch lub więcej próbek.
PL 240 918 Β1
Tabela 3
Próbka ID Phr sadza Vulcan 3 phr Doświadcz. Grubość próbki (cal) Przewodność cieplna ok, tW/mK)
1 20 30 0,045 0,259
4 50 0 0,0437 0,247
5 20 30 0,0459 0,271
6 20 30 0,0382 0,31
7 20 30 0,0369 0,277
8 20 30 0,0414 0,285
Tabela 4 podaje dane mechaniczne przedstawiające wytrzymałość na rozciąganie elastomerów obejmujące zarówno sadze eksperymentalne, jak i kontrolne. Każdą z próbek elastomeru wytworzono, jak opisano powyżej. Elastomer oznaczony „4” zawierał 50 phr próbki sadzy 4 (sadza typu VULCAN 3 N330), natomiast każda z innych próbek zawierała mieszaninę 20 phr sadzy VULCAN 3 i 30 phr sadzy z Tabeli 1 o tym samym numerze identyfikacyjnym. Przykładowo kolumna oznaczona „6” obejmuje 20 phr sadzy VULCAN 3 i 30 phr sadzy VULCAN XC72, która jest częściowo skrystalizowana przez obróbkę cieplną w 1200°C (Patrz Tabela 1). Własności w zakresie rozciągania zmierzono zgodnie z ASTM D412. Wydłużenie po przerwaniu próbki pomnożone przez wytrzymałość na rozciąganie stanowi dobrą wielkość dla porównania wytrzymałości mechanicznej między próbkami. Próby rozrywania przeprowadzono zgodnie z ASTM D624, stosując Matrycę B. Zwraca się uwagę na to, że wszystkie mieszanki doświadczalne wykorzystujące sadze częściowo skrystalizowane wykazały większą wytrzymałość na rozciąganie i znacząco większe procentowe wydłużenie po przerwaniu próbki niż miało to miejsce w przypadku próbki standardowej sadzy acetylenowej Denka Black (3B) przedstawionej w Tabeli 6. Specjalista w tej dziedzinie oczekiwałby tego, że tym lepszym własnościom mechanicznym będą towarzyszyć odpowiednie zmniejszenie zdolności do przenoszenia ciepła. Jednakże, patrząc na Tabelę 3, próbki doświadczalne wykazały podobne lub lepsze własności przenoszenia ciepła w porównaniu z próbką elastomerową obejmującą sadzę acetylenową. Istotnie, próbka 6 zapewniła lepsze wyniki w porównaniu z sadzą acetylenową, co się tyczy zarówno przenoszenia ciepła, jak i własności mechanicznych. Dane te wykazują, że pewne sadze częściowo skrystalizowane można zastąpić sadzą acetylenową (np. Denka Black) i zapewnić elastomer, który wykazuje dobre lub lepsze przenoszenie ciepła, jak również lepsze własności mechaniczne. Lepsze własności mechaniczne powinny prowadzić do lepszej niezawodności i większej liczby cykli przed uszkodzeniem.
Tabela 4
Próbka elastomerowa ID 1 4 5 6 7 8
100% Moduł, MPa(25°C) 2,62 2.24 1.93 1.90 1,75 1.8
300% Moduł, MPa(25°C) 8,71 9,42 6,22 5,69 5,92 5,43
M30O/M 100(25oC) 3.32 4,20 3.22 2.99 3,38 3.02
Wytrzymałość na rozciąganie.
MPa(25°C) 15.18 17.2 14.90 14.4 14.9 14.3
Wydłużenie po przerwaniu próbki.
%(25CC) 568 548 655 661 656 683
Wydłużenie X
Rozciąganie/100(25°C) 96 98 95 97 97.7
Próby rozrywania (25°C) 52.1 48.0 48.3 51,3 47,1 51.3
Próby rozrywania (100°C) 32.3 30,3 27,7 28.3 21,8 21.4
Przykład 3 - Wytworzono pięć dodatkowych próbek kompozytu elastomerowego. W trzech z próbek elastomeru kompozytowego z Przykładu 3 zastosowano taki sam skład jak składy w Przykładzie 2 przedstawione powyżej. Oceniono również dwa dodatkowe składy niestosowane w Przykładzie 2. Próbki wytworzono stosując takie same techniki, jak opisano powyżej w przypadku Przykładu 2. Własności termiczne i mechaniczne poddano badaniu i przedstawiono poniżej. Próbki są oznaczone 3B, 4B, 7B, 9B i 9C, a cyfry w każdym identyfikatorze próbki odpowiadają sadzy z tą samą cyfrą w pierwszym doświadczeniu przedstawionym powyżej. Próbka ,,3B” odnosi się do próbki kauczuku butylowego zawierającej 20 phr sadzy VULCAN 3 i 30 phr sadzy Denka Black (Denka). Próbka 4B zawiera sadzę
PL 240 918 Β1 aktywną typu VULCAN 3 N330 (niepoddaną obróbce), próbka 7B zawiera taką samą sadzę jak w próbce 7 (sadza VULCAN XC500 poddana obróbce w 1200°C), a obie próbki 9B i 9C zawierają sadzę typu VULCAN 3 N330 częściowo skrystalizowaną w 1200°C. Wyniki dotyczące Przykładu 3 przedstawione są poniżej w Tabelach 5 i 6. Zwraca się uwagę na to, że obie mieszanki doświadczalne wykorzystujące sadze częściowo skrystalizowane w połączeniu z sadzą niepoddaną obróbce cieplnej wykazały większą wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie po przerwaniu próbki x wytrzymałość na rozciąganie niż miało to miejsce w przypadku próbki standardowej sadzy acetylenowej Denka Black. Specjalista w tej dziedzinie oczekiwałby tego, że tym lepszym własnościom mechanicznym będzie towarzyszyć odpowiednie zmniejszenie zdolności do wymiany ciepła. Wyniki wykazały, że najlepszą kombinację własności termicznych i mechanicznych uzyskuje się w przypadku kompozytu zawierającego 30 phr próbki 7 VULCAN XC500) i 20 phr sadzy typu VULCAN N330. Próbka 7 ma krystaliczność Ramanowską 35 A i OAN 135cm3/100g.
Tabela 5
Próbka Sadza Sadza Przewodność
ID YULCAN 3 doświadczalna cieplna ok.
phr phr (W/mK)
3B 20 30 0,29
4B 50 0 0,26
7B 20 30 0,29
9B 20 30 0,26
9C 0 30 0,27
Tabela 6
Średnia wartość 3B 4B 7B 9B 9C
100% Moduł, MPa(25°C) 2,4 2,40 2,0 2,65 1,40
300% Moduł, MPa (25°C) 8,12 1054 7,01 10,01 3,6
M300/M!00(25°C) 3,38 4,39 3,5 3,78 2,57
Wytrzymałość na rozciąganie, MPa(25°C) Wydłużenie po przerwaniu 13,9 18 15,5 16.2 12,7
próbki, %(25°C) Wydłużenie X Rozciąganie ZIOO(25°C) Próba rozrywania (25°C) 536 536 623 497 734
100% Moduł, MPa(100°C) 75 96 97 81 93
300% Moduł, MPa(100°C) 43,4 48.9 45,6 45,6 50.9
Wytrzymałość na rozciąganie, 1.74 1,75 1,19
MPa(100°C) Wydłużenie po przerwaniu 5.35 7,34 3,82
próbki, %(l00°C) 7,34 10,98 7,86
Wydłużenie X Rozciąganie/100( !00°C) Próba rozrywania (l00°C) M300/M100(100oC) 457 509 600
33,54 55.89 47,2
21,31 33,95 23,4 31,3 43,3
3,07 4,19 3,21
Przykład 4 - W celu oceny skuteczności sadzy częściowo skrystalizowanych w wielu układach elastomerowych sadzę częściowo skrystalizowaną i sadzę podstawową sformułowano w postaci kompozytów elastomerowych zawierających styren/butadien (SBR) jako składnik elastomerowy. Te kompozyty elastomerowe oceniono następnie pod kątem własności termicznych i mechanicznych.
Kompozyty SBR miesza się w trzech etapach w mieszalniku typu Brabender 300 cm3 z współczynnikiem wypełnienia 0,65 do 100 części Kralex® SBR 1500 (Synthos Chemicals) i sadze 2, 3 i 7 wymienione w Tabeli 2 dodano w ilości 55 phr do każdej próbki. Każdy kompozyt zawierał również 3,0 phr tlenku cynku, 1,0 phr kwasu stearynowego, 1,0 phrTBBS (N-tert-butylo-2-benzotiazolosulfenamid) i 1,75 phr siarki. Polimer mieszano w ciągu około dwóch minut przy 50 rpm w temperaturze początkowej w 80°C, po czym dodano sadzę i materiały mieszano w ciągu dodatkowych 30 minut. W drugim etapie przedmieszkę z etapu 1 mieszano w ciągu jednej minuty przy 60 rpm w temperaturze początkowej 60°C,
PL 240 918 Β1 po czym dodano tlenek cynku i kwas stearynowy. Kombinację tę mieszano w ciągu dodatkowych czterech minut, ze zgarnianiem w mieszalniku po pierwszych dwóch minutach. W trzecim etapie przedmieszkę z etapu 2 mieszano w ciągu 30 s przy 50 rpm, zaczynając w 60°C, po czym dodano środki wulkanizujące, TBBS i siarkę oraz materiał mieszano w ciągu dodatkowych sześćdziesięciu sekund, ze zgarnianiem w mieszalniku w połowie tego okresu czasu. Po każdym etapie materiał opasano na młynku rolkowym na okres jednej minuty z zastosowaniem czterech rolek końcowych. Próbki kompozytów utwardzono i poddano analizie pod kątem własności mechanicznych w taki sam sposób, jak miało to miejsce z próbkami kauczuku butylowego w Tabeli 4. Własności mechaniczne elastomerów przedstawia się w Tabeli 7. Wyniki te wskazują na to, że częściowa krystalizacja sadzy podstawowej zapewnia elastomer kompozytowy SBR, który daje lepsze moduł, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie w porównaniu z sadzą podstawową, w tym przypadku sadzą VULCAN XC500. Obróbka cieplna sadzy VULCAN XC 500, która nie jest tradycyjną klasą wzmacniającą, również poprawiła produkt wydłużenia po przerwaniu próbki x wytrzymałość na rozciąganie powstałego kompozytu w odniesieniu do Denka black. Wyniki te potwierdzają poprawę stwierdzoną w kompozytach kauczuku butylowego z próbkami tej samej sadzy w różnych układach elastomerowych.
Tabela 7
Próbka ID 7C 2C 3C
Sadza(phr) 55 55 55
100% Moduł, MPa (25°C) 2,73 5,665 4,54
300% Moduł, MPa(25°C) 9,9 20,4 16,6
M300/M100(25°C) Wytrzymałość na rozciąganie, MPa(25°C) 3,64 3,60 3,65
Wydłużenie po przerwaniu próbki, % (25°C) 20,5 24,9 20,9
Wydłużenie X Rozciąganie/100(25°C) 542 371 400
111 92 84
W celu zapewnienia jednej wartości, którą można stosować w celu porównania elastomerów w zastosowaniach wymagających zarówno dobrej przewodności cieplnej, jak i dobrych własności mechanicznych, reprezentatywne własności przewodności cieplnej i wytrzymałości mechanicznej są mnożone razem, co daje bezjednostkowy „Produkt Termiczno-Mechaniczny.” Przewodność cieplna w W/mK (patrz Tabela 3) daje udział przewodności cieplnej w równaniu. Jak stwierdzono powyżej, wydłużenie pomnożone przez wytrzymałość na rozciąganie (patrz Tabela 4) daje jedną reprezentatywną wartość własności mechanicznych w elastomerach, a ta sama wartośćjest wykorzystana jako udział części mechanicznej równania.
Produkt Termiczno-Mechaniczny = (Przewodność cieplna w W/mK) x (Wytrzymałość na rozciąganie w MPa) x (% Wydłużenie po przerwaniu próbki)
Wartości Produktu Termiczno-Mechanicznego dla kompozytów elastomerowych doświadczalnego i kontrolnego z Przykładu 2 są przedstawione w Tabeli 8, a wyniki z Przykładu 3 są przedstawione w Tabeli 9. Próbki 4 i 4B zawierają tylko jedną sadzę, 50 phrsadzy VULCAN 3; próbka 9C zawiera tylko jedną sadzę, 50 phr sadzy VULCAN 3 poddanej obróbce cieplnej w 1200°C. Wszystkimi innymi próbkami są 20/30 phr mieszaniny sadzy VULCAN 3 i drugiej sadzy określonej w Tabelach 1,2, 3 i 5. Próbka 3B jest kompozytem elastomerowym znanym w stanie techniki, stosowanym w dętkach opon, zawierającym 20 phr sadzy typu ASTM N330 i 30 phr sadzy acetylenowej. Jak przedstawiono w Tabeli 8, wszystkie próbki doświadczalne 4-8 wykazują znacznie większy Produkt Termiczno-Mechaniczny niż ma to miejsce w elastomerze zgodnym ze stanem techniki, próbka 3. Podobnie, wyniki uzyskane w przypadku próbek z Przykładu 3 przedstawione w Tabeli 9 wskazują na to, że kilka z próbek zawierających sadze częściowo skrystalizowane wykazuje lepszy Produkt Termiczno-Mechaniczny niż ma to miejsce w przypadku próbki 3B. Doświadczalne elastomery zawierające sadze częściowo skrystalizowane mające morfologię zgodnie z pewnymi przykładami wykonania zamiast sadzy acetylenowej zapewniają lepszą przewodność cieplną, lepsze własności mechaniczne lub jedno i drugie. Próbki 9B (Tabela 8) i 9C wykazują mniejszą OAN i stosunkowo małą krystaliczność oraz uważa się, że to wyjaśnia mały Produkt Termiczno-Mechaniczny tej sadzy poddanej obróbce cieplnej w porównaniu z innymi sadzami
PL 240 918 Β1 częściowo skrystalizowanymi. Dane te wykazują, że sadza podstawowa jest ważna w wytwarzaniu skutecznej sadzy częściowo skrystalizowanej, oraz to, że specjalista w tej dziedzinie nie może po prostu wziąć jakiejkolwiek podstawowej sadzy, poddać ją obróbce cieplnej i oczekiwać, że uzyska poziom krystaliczności i strukturę wymagane w celu poprawy parametrów termicznych i mechanicznych w kompozycie elastomerowym.
Tabela 8
Próbka ID 4 5 6 7 8
Produkt TermicznoMechaniczny 24,1 26,4 29,5 28,0 27,8
Ta b e 1 a 9
Próbka ID 3B 4B 7B 9B 9C
Produkt TermicznoMechaniczny 21,6 25,1 28,0 21,1 25,1
FIG. 2 przedstawia wykres, który porównuje sześć różnych własności w trzech różnych elastomerach (kauczuk butylowy) zawierających sadzę. Porównuje się wartości dla elastomerów 3B, 4B i 7B. Elastomer 3B zawiera typową mieszaninę 20 phr sadzy typu ASTM N330 i 30 phr Denka Black (sadza acetylenowa). Elastomer 4B zawiera 50 phr sadzy typu ASTM N330, a wszystkie wartości znormalizowane zostały do tego kompozytu tak, że elastomer 4B osiąga 100 dla każdej z mierzonych własności. Elastomer 7B zawiera 20 phr sadzy typu ASTM N330 i 30 phr sadzy częściowo skrystalizowanej, która ma pole powierzchni BET 55 m2/g, strukturę OAN 130 cm3/100 g, wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) 35 angstremów, krystaliczność 45% i energię powierzchniową mniejszą niż 1 mJ/m2. Wykres pokazuje, że doświadczalny kompozyt 7B i typowy kompozyt 3B zapewniają równoważne wartości przewodności cieplnej, natomiast kompozyt częściowo skrystalizowany 7B przewyższa typowy kompozyt 3B dla wszystkich mechanicznych wskaźników. Wyniki te wskazują na to, że zastąpienie sadzy częściowo skrystalizowanych sadzą acetylenową w kompozytach elastomerowych zapewnia trwały kompozyt, który jest trwały dłużej bez uszczerbku dla efektywności wymiany ciepła.
FIG. 3 przedstawia graficzne porównanie wytrzymałości na rozciąganie i efektywności wymiany ciepła czterech różnych kompozytów elastomerowych zawierających kompozyty 3B, 4B, 7B i 9B. Kompozyt elastomerowy 9B zawiera 20 phr sadzy typu ASTM N330 i 30 phr sadzy typu ASTM N330 poddanej obróbce cieplnej (1200°C). Zwraca się uwagę na to, że częściowa krystalizacja ASTM N330 na skutek obróbki cieplnej zapewnia elastomer wykazujący zmniejszoną wytrzymałość na rozciąganie i identyczna wymiana ciepła w porównaniu z elastomerem wytworzonym z równoważnym stężeniem jedynej sadzy typu ASTM N330 niepoddanej obróbce. Wskazuje to na to, że lepszych wyników osiąganych przez elastomer 7B i inne sadze częściowo skrystalizowane jak ona, nie można uzyskać po prostu przez obróbkę cieplną sadzy, które znane są specjalistom w tej dziedzinie lub które są aktualnie stosowane w dętkach opon. Przykładowo, sadza 7 ma mniejszy obszar powierzchni, większą strukturę, większą wielkość powierzchni, większą krystaliczność procentową i mniejszą energię powierzchniową niż ma to miejsce w przypadku próbki 9B (sadza typu ASTM N330) poddanej identycznej obróbce. W rezultacie sadza 7 osiąga lepsze własności mechaniczne i termiczne w kompozytach elastomerowych niż ma to miejsce w przypadku sadzy 9 (przetworzona termicznie sadza typu ASTM N330).
Chociaż kilka przykładów wykonania zgodnych z niniejszym wynalazkiem zostało opisanych i zilustrowanych w niniejszym opisie, specjaliści w tej dziedzinie łatwo przewidzą różne inne środki i/albo struktury w celu realizacji funkcji i/albo uzyskania wyników i/albo jednej lub więcej korzyści opisanych w niniejszym opisie, i każda z takich zmian i/albo modyfikacji jest uważana za objętą zakresem niniejszego wynalazku. Ogólniej, specjaliści w tej dziedzinie łatwo zdadzą sobie sprawę z tego, że wszystkie parametry, wymiary, materiały i konfiguracje opisane w niniejszym opisie mają być przykładowe oraz z tego, że rzeczywiste parametry, wymiary, materiały i/albo konfiguracje będą zależeć od określonego zastosowania lub zastosowań, dla których stosuje się treści niniejszego wynalazku. Specjaliści w tej dziedzinie rozpoznają lub będą w stanie ustalić, wykorzystując nie więcej niż rutynowe doświadczenie, wiele ekwiwalentów konkretnych przykładów wykonania zgodnych z wynalazkiem opisanych w niniejszym opisie. A zatem, należy rozumieć, że poprzednio podane przykłady wykonania przedstawia się jedynie jako przykład i że w zakresie załączonych zastrzeżeń i ich ekwiwalentów wynalazek można
PL 240 918 B1 realizować w inny sposób niż konkretnie opisano i zastrzeżono. Niniejszy wynalazek odnosi się do każdej indywidualnej cechy, systemu, wyrobu, materiału i zestawu i/albo metody opisanych w niniejszym opisie. Ponadto, jakakolwiek kombinacja dwóch lub więcej takich cech, systemów, wyrobów, materiałów, zestawów i/albo metod - jeśli takie cechy, systemy, wyroby, materiały, zestawy i/albo metody nie są wzajemnie niespójne - jest objęta zakresem niniejszego wynalazku.
Wszystkie definicje określone i stosowane w niniejszym opisie powinny być rozumiane jako istotniejsze niż definicje słownikowe, definicje w dokumentach włączonych jako odnośniki i/albo zwykłe znaczenia zdefiniowanych terminów.
Rodzajniki nieokreślone stosowane w niniejszym opisie i w zastrzeżeniach - chyba, że wyraźnie wskazano inaczej - należy rozumieć jako oznaczające „co najmniej jeden.”
Termin „i/albo” stosowany w niniejszym opisie i w zastrzeżeniach należy rozumieć jako „jedna lub ona” z elementów tak połączonych, tj. elementy, które są łącząco obecne w pewnych przypadkach i rozłącznie obecne w innych przypadkach. Ewentualnie mogą być obecne inne elementy niż elementy konkretnie zidentyfikowane przez klauzulę „i/albo”, czy związane czy niezwiązane z tymi elementami konkretnie zidentyfikowanymi, chyba, że wyraźnie wskazano inaczej.
Wszystkie odnośniki, patenty i zgłoszenia patentowe oraz publikacje, które cytuje się lub o których test mowa w niniejszym zgłoszeniu, są włączone w całości w niniejszy opis jako odnośniki.

Claims (16)

1. Mieszanka elastomeru zawierająca:
żywicę elastomerową;
co najmniej 15 phr pierwszej sadzy;
co najmniej 25 phr drugiej sadzy innej niż pierwsza sadza, znamienna tym, że druga sadza, sadza częściowo skrystalizowana ma strukturę charakteryzowaną wskaźnikiem absorpcji oleju (OAN) większym niż 120 cm3/100 g i mniejszym niż 200 cm3/100 g, energię powierzchniową mniejszą niż 10 mJ/m2, krystaliczność procentową większą niż 40% i mniejszą niż 60%, i wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) większą niż lub równą 25 A i mniejszą niż lub równą 50 A, przy czym całkowita ilość sadzy jest mniejsza niż 70 phr;
przy czym żywica elastomerowa jest elastomerem dienowym wybranym z kauczuku butylowego, kauczuku halobutylowego, uwodornionego kauczuku nitrylobutadienowego (HNBR), kauczuku polichloroprenowego, kauczuku akrylonitrylo-butadienowego, uwodornionego kauczuku nitrylowego, fluoroelastomerów, elastomerów poliakrylanowych, monomeru etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM), elastomerów etylen-octan winylu (EVA), elastomerów polisiarczkowych, kauczuku naturalnego i kauczuku butadienowo-styrenowego.
2. Mieszanka elastomeru według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek wagowy pierwszej sadzy do drugiej sadzy jest mniejszy niż 2:1 i większy niż 1:2.
3. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że przewodność cieplna mieszanki elastomeru jest większa niż 0,29 W/mK.
4. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że utwardzony elastomer wykazuje wytrzymałość na rozciąganie większą niż 14,00 MPa i wydłużenie po przerwaniu próbki większe niż 550% i/albo ((wydłużenie po przerwaniu próbki) X (wytrzymałość na rozciąganie))/100% większe niż 80.
5. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że drugą sadzą jest sadza, którą poddano obróbce cieplnej w temperaturze między 1100°C i 1800°C.
6. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że elastomerem jest elastomer butylowy lub elastomer halobutylowy.
7. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że pierwszą sadzą jest sadza piecowa, która spełnia wymagania sadzy typu ASTM N330.
8. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z zastrzeżeń 1-7, znamienna tym, że żywica elastomerowa jest elastomerem butylowym, gdzie mieszanka elastomeru wykazuje efektywność wymiany ciepła większą niż 0,25 W/mK i ((wydłużenie po przerwaniu próbki) X (wytrzymałość na rozciąganie))/100% większe niż 80.
PL 240 918 B1
9. Mieszanka elastomeru według zastrz. 8, znamienna tym, że mieszanka elastomeru, po utwardzeniu, wykazuje efektywność wymiany ciepła większą niż 0,30 W/mK.
10. Mieszanka elastomeru według zastrz. 8 albo zastrz. 9, znamienna tym, że stężenie drugiej sadzy jest większe niż stężenie pierwszej sadzy.
11. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że wskaźnik absorpcji oleju (OAN) sadzy lub drugiej sadzy jest większy niż 130 lub większy niż 140 lub większy niż 150 cm3/100 g i mniejszy niż 300, mniejszy niż 250 lub mniejszy niż 00 cm3/100 g.
12. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej sadzy lub drugiej sadzy jest większa niż 30 A, większa niż 32 A, większa niż 34 A lub większa niż 36 A i mniejsza niż 50 A, mniejsza niż 48 A, mniejsza niż 45 A lub mniejsza niż 43 A.
13. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że energia powierzchniowa sadzy jest mniejsza niż 7 mJ/m2, mniejsza niż 5 mJ/m2, mniejsza niż 2 mJ/m2 lub mniejsza niż 1 mJ/m2.
14. Mieszanka elastomeru według zastrz. 12, znamienna tym, że (przewodność cieplna w W/mK) x (wydłużenie po przerwaniu próbki %) x (wytrzymałość na rozciąganie w MPa) elastomeru jest większe niż 2200.
15. Mieszanka elastomeru według jakiegokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że sadza częściowo skrystalizowana jest wytworzona przez obróbkę cieplną sadzy piecowej w temperaturze niższej niż 1800°C w ciągu czasu odpowiedniego dla wzrostu wielkości Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) podstawowej sadzy piecowej o więcej niż 5, więcej niż 6, więcej niż 10, więcej niż 15 lub więcej niż 20 A.
16. Mieszanki elastomeru według zastrz. 15, znamienna tym, że wielkość Ramanowskiej powierzchni mikrokrystalicznej (La) podstawowej sadzy piecowej jest zwiększona o mniej niż 50, mniej niż 40, mniej niż 35, mniej niż 30, mniej niż 25 lub mniej niż 20 A.
PL427240A 2016-02-01 2017-01-19 Mieszanka kauczukowa o ulepszonej wymianie ciepła PL240918B1 (pl)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662289616P 2016-02-01 2016-02-01
US62/289,616 2016-02-01
US201662306127P 2016-03-10 2016-03-10
US62/306,127 2016-03-10
PCT/US2017/014130 WO2017136150A1 (en) 2016-02-01 2017-01-19 Compounded rubber having improved thermal transfer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL427240A1 PL427240A1 (pl) 2019-02-25
PL240918B1 true PL240918B1 (pl) 2022-06-27

Family

ID=57985049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL427240A PL240918B1 (pl) 2016-02-01 2017-01-19 Mieszanka kauczukowa o ulepszonej wymianie ciepła

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10767028B2 (pl)
CN (1) CN108884266B (pl)
BR (2) BR112018015616B1 (pl)
DE (1) DE112017000597B4 (pl)
FR (1) FR3047246A1 (pl)
MX (1) MX2018009245A (pl)
NL (2) NL2018261B1 (pl)
PL (1) PL240918B1 (pl)
TW (1) TWI630093B (pl)
WO (1) WO2017136150A1 (pl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6746540B2 (ja) * 2017-07-24 2020-08-26 積水化学工業株式会社 熱伝導シート
CN109851867B (zh) * 2018-12-27 2021-06-22 四川轮胎橡胶（集团）股份有限公司 一种轮胎胎侧橡胶组合物、制备方法及其应用
JP7263090B2 (ja) * 2019-04-12 2023-04-24 東海カーボン株式会社 カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物
CN111848994B (zh) * 2019-04-24 2022-04-05 歌尔股份有限公司 一种微型发声装置
CN113136057A (zh) * 2021-04-27 2021-07-20 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种高传热轮胎胎侧胶橡胶组合物
NL2033169B1 (en) 2021-09-30 2023-06-26 Cabot Corp Methods of producing carbon blacks from low-yielding feedstocks and products made from same
NL2033184A (en) 2021-09-30 2023-04-04 Cabot Corp Methods of producing carbon blacks from low-yielding feedstocks and products made from same
KR20240135849A (ko) 2022-01-28 2024-09-12 캐보트 코포레이션 플라즈마 또는 전기 가열식 공정을 활용하는 저-수율 공급원료로부터 카본 블랙을 생산하는 방법 및 그로부터 생성된 생성물
US20240327624A1 (en) 2023-03-29 2024-10-03 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition incorporating a preformed natural rubber-carbon black composite material

Family Cites Families (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2068447A (en) 1933-03-30 1937-01-19 Cox George Chandler Continuous high temperature electrothermal furnace
US2149671A (en) 1935-02-28 1939-03-07 Franck Hans Heinrich Process for purifying carbon black which has been formed on ironcontaining contacts
US3379673A (en) 1957-02-01 1968-04-23 Cabot Corp Pigmented compositions and method of manufacture
US3098893A (en) * 1961-03-30 1963-07-23 Gen Electric Low electrical resistance composition and cable made therefrom
GB1144160A (en) * 1965-06-29 1969-03-05 Columbian Carbon Vulcanization of rubber
US3408164A (en) 1966-07-08 1968-10-29 Phillips Petroleum Co Plasma treatment of carbon blacks
DE2515632C2 (de) 1975-04-10 1984-09-13 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen
DE2515633C3 (de) 1975-04-10 1980-06-19 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen von Trockenbatterien
CA1091895A (en) 1975-07-01 1980-12-23 William M. Goldberger Method and apparatus for heat treating carbonaceous material in a fluidized bed
DE2613126C2 (de) 1976-03-27 1983-12-08 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von Kautschuk
DE2846352A1 (de) 1978-10-25 1980-05-08 Hoechst Ag Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des graphitierungsgrades von russen sowie die verwendung dieser russe
US4231919A (en) 1979-02-26 1980-11-04 Eastman Kodak Company Suspension polymerization of styrene monomers in the presence of carbon black
JPS55120656A (en) 1979-03-09 1980-09-17 Toray Silicone Co Ltd Curable liquid organopolysiloxane composition
US4351815A (en) 1979-06-11 1982-09-28 Columbian Chemicals Company Battery carbon black
US4374113A (en) 1979-08-01 1983-02-15 Cabot Corporation Production of high surface area carbon blacks
US4391941A (en) 1979-10-24 1983-07-05 Cabot Corporation Stabilized polypropylene compositions
DE2950705A1 (de) 1979-12-17 1981-06-25 Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG, 5000 Köln Verfahren zur gewinnung von russ aus waessrigem suspensionen
US4543240A (en) 1980-02-08 1985-09-24 Superior Graphite Co. Method for the continuous production of carbides
JPS57138296A (en) 1981-02-19 1982-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Diaphragm for speaker
JPS58171442A (ja) * 1981-12-07 1983-10-08 Toray Silicone Co Ltd シリコ−ンゴム成形体とその製造方法
DE3214472A1 (de) 1982-04-20 1983-10-27 Hubert Eirich Vorrichtung zum erhitzen von elektrisch leitfaehigen schuettguetern
US4493788A (en) 1982-08-10 1985-01-15 The Dow Chemical Company Foamable electroconductive polyolefin resin compositions
JPS59109562A (ja) 1982-12-16 1984-06-25 Denki Kagaku Kogyo Kk カ−ボンブラツクおよびこれを含有した導電性組成物
JPS59122555A (ja) 1982-12-28 1984-07-16 Kyowa Yuka Kk カ−ボン・ブラツクの改質方法
DE3321516A1 (de) 1983-06-15 1984-12-20 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Antistatische und/oder elektrisch leitfaehige, thermoplastische polyurethane, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
JPS609060A (ja) 1983-06-27 1985-01-18 Denki Kagaku Kogyo Kk 電池用カ−ボンブラツク
US4518434A (en) 1983-07-29 1985-05-21 Phillips Petroleum Company Carbon black and process for preparing same
US4702860A (en) 1984-06-15 1987-10-27 Nauchno-Issledovatelsky Institut Kabelnoi Promyshlennosti Po "Sredazkabel" Current-conducting composition
JPS6112753A (ja) 1984-06-27 1986-01-21 Tokai Carbon Co Ltd 導電性樹脂組成物
JPS6143659A (ja) 1984-08-07 1986-03-03 Mitsubishi Chem Ind Ltd 導電性ポリカ−ボネ−ト樹脂組成物
JPS6166759A (ja) 1984-09-11 1986-04-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 高導電性カ−ボンブラツク及びその製造方法
DE3435862A1 (de) 1984-09-29 1986-04-10 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Kontinuierliches verfahren zur mehrstufigen behandlung feinteiliger feststoffe mit gasen
DE3535922C2 (de) 1984-10-09 1999-01-14 Mitsubishi Chem Corp Verfahren zur Reinigung von Ruß unter Verwendung einer Ultraschallvibrations-Siebvorrichtung
JPS61185544A (ja) 1985-02-12 1986-08-19 Denki Kagaku Kogyo Kk 電気メツキ用樹脂組成物
JPS61254645A (ja) 1985-05-07 1986-11-12 Okamoto Kasei Kk 導電性ポリオレフイン系合成樹脂延伸成形物
DK499588A (da) 1987-09-09 1989-03-10 Raychem Ltd Ledende forbindelse
US4927718A (en) 1988-06-21 1990-05-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Novel air electrode for metal-air battery with new carbon material and method of making same
AU643611B2 (en) 1991-04-10 1993-11-18 Mintek Direct resistance heating electrical furnace assembly and method of operating same
US5579334A (en) 1994-03-03 1996-11-26 Baxter; Rodney C. Method and apparatus for reacting solid particulate reagents in an electric furnace
NO302242B1 (no) 1995-07-07 1998-02-09 Kvaerner Eng Fremgangsmåte for å oppnå en öket ordning av nanostrukturen i et karbonmateriale
FR2740778A1 (fr) 1995-11-07 1997-05-09 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de silice et de polymere dienique fonctionalise ayant une fonction silanol terminale
JPH1060169A (ja) 1996-08-20 1998-03-03 Mikuni Shikiso Kk カーボンブラック含有組成物
US5798405A (en) 1997-03-20 1998-08-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread of rubber composition containing two different carbon blacks
NO305312B1 (no) 1997-04-14 1999-05-10 Elkem Materials FremgangsmÕte og anordning for elektrisk kalsinering av karbonholdig materiale
FR2765882B1 (fr) 1997-07-11 1999-09-03 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de noir de carbone ayant de la silice fixee a sa surface et de polymere dienique fonctionnalise alcoxysilane
JPH11172146A (ja) 1997-12-15 1999-06-29 Mitsubishi Chemical Corp 導電性カーボンブラック
DE69930728T2 (de) * 1998-02-12 2006-08-31 Cabot Corp., Boston Leitfähige polymerzusammensetzung mit feinteiligem leitfähigem material, das in kontinuierlicher polymerphase oder in kontinuierlicher polymerinterphase lokalisiert ist
US5946342A (en) 1998-09-04 1999-08-31 Koslow Technologies Corp. Process and apparatus for the production of activated carbon
US6086792A (en) 1999-06-30 2000-07-11 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Cable semiconducting shields
DE50013678D1 (de) 1999-08-27 2006-12-14 Umicore Ag & Co Kg Elektrokatalysator für Brennstoffzellen
EP1240256B1 (en) 1999-12-02 2015-01-14 Cabot Corporation Carbon blacks useful in wire and cable compounds
ES2238352T3 (es) 2000-02-24 2005-09-01 Societe De Technologie Michelin Composicion de caucho vulcanizable utilizable para fabricar un neumatico, y neumatico que comprende esta composicion.
JP2001325964A (ja) 2000-05-19 2001-11-22 Ne Chemcat Corp 固体高分子電解質型燃料電池用電極触媒
EP1204702B1 (fr) 2000-05-26 2012-04-25 Société de Technologie Michelin Composition de caoutchouc utilisable comme bande de roulement de pneumatique
JP4772254B2 (ja) 2000-05-31 2011-09-14 昭和電工株式会社 導電性微細炭素複合粉、固体高分子型燃料電池用触媒及び燃料電池
US6780388B2 (en) 2000-05-31 2004-08-24 Showa Denko K.K. Electrically conducting fine carbon composite powder, catalyst for polymer electrolyte fuel battery and fuel battery
EP1164651A1 (en) 2000-06-12 2001-12-19 Asahi Glass Co., Ltd. Electrode catalyst for polymer electrolyte fuel cell and method for its production
DE10131327A1 (de) 2001-06-28 2003-01-09 Pku Pulverkautschuk Union Gmbh Pulverförmige, Russfüllstoffe enthaltene Kautschukpulver auf Basis von in organischen Lösungsmitteln vorliegenden Kautschukarten, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung
JP4947858B2 (ja) 2001-08-21 2012-06-06 東レ・ダウコーニング株式会社 導電性液状シリコーンゴム組成物、導電性シリコーンゴム成形物およびその製造方法
EP1309024A3 (en) 2001-10-30 2005-06-22 N.E. Chemcat Corporation Carbon black, electrocatalyst carrier formed from carbon black, and electrocatalyst and electrochemical device using carrier
US6905767B2 (en) 2002-02-01 2005-06-14 The Research Foundation Of State University Of New York Method for enhancing polymer adhesion using filler particle mix and compositions made using the method
KR100519418B1 (ko) 2002-02-28 2005-10-07 재단법인서울대학교산학협력재단 신규한 구조와 물성을 보유한 탄소 미세 입자
DE10211098A1 (de) 2002-03-14 2003-10-02 Degussa Verfahren zur Herstellung von nachbehandeltem Ruß
US20040013599A1 (en) 2002-07-19 2004-01-22 Sandeep Bhatt Carbon blacks and uses thereof
US7150840B2 (en) 2002-08-29 2006-12-19 Showa Denko K.K. Graphite fine carbon fiber, and production method and use thereof
MXPA05008795A (es) 2003-02-21 2005-10-18 Dow Global Technologies Inc Composicion polimerica de degradacion a la humedad.
FR2854404B1 (fr) 2003-04-29 2005-07-01 Michelin Soc Tech Procede d'obtention d'un elastomere greffe a groupes fonctionnels le long de la chaine et compositions de caoutchouc
WO2005012438A1 (ja) 2003-08-05 2005-02-10 Mitsubishi Chemical Corporation カーボンブラック
WO2005023937A1 (en) 2003-09-02 2005-03-17 Showa Denko K.K. Electrically conducting polymer and production method and use thereof
WO2005028569A2 (en) 2003-09-18 2005-03-31 Columbian Chemicals Company Thermally modified carbon blacks for various type applications and a process for producing same
US20050063892A1 (en) 2003-09-18 2005-03-24 Deepak Tandon Thermally modified carbon blacks for various type applications and a process for producing same
US7378468B2 (en) 2003-11-07 2008-05-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire having component of rubber composition containing a carbonaceous filler composite of disturbed crystalline phrases and amorphous carbon phases
US7722713B2 (en) 2005-05-17 2010-05-25 Cabot Corporation Carbon blacks and polymers containing the same
KR101264438B1 (ko) * 2005-11-28 2013-05-14 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 열 정착 롤 또는 정착 벨트
JP2007302817A (ja) 2006-05-12 2007-11-22 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 自動車外装部品製造用熱可塑性樹脂組成物
US7879261B2 (en) 2007-03-26 2011-02-01 Showa Denko K.K. Carbon nanofiber, production process and use
KR101483051B1 (ko) 2007-05-31 2015-01-15 쇼와 덴코 가부시키가이샤 탄소나노섬유, 그 제조방법 및 용도
KR100911845B1 (ko) 2007-10-30 2009-08-11 한국과학기술연구원 초고용량 커패시터용 탄소 에어로젤 및 이의 제조방법
KR20180000343A (ko) 2008-02-19 2018-01-02 캐보트 코포레이션 메조기공성 탄소 블랙 및 그의 제조 방법
US20110142977A1 (en) * 2008-12-08 2011-06-16 Tire Curing Baldders LLC Extended Life Tire Curing Bladder Composed of Aramid Fibers
DE102009045060A1 (de) 2009-09-28 2011-03-31 Evonik Degussa Gmbh Ruß, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung
CN105702921A (zh) 2009-11-02 2016-06-22 卡博特公司 铅酸电池以及为此的糊膏
CN105070518B (zh) 2009-11-02 2018-05-29 卡博特公司 用于储能应用的高表面积低结构炭黑
CN103298878B (zh) * 2010-08-25 2015-09-23 株式会社普利司通 氟橡胶组合物和轮胎制造用胶囊
DE102010043472A1 (de) 2010-11-05 2012-05-10 Evonik Goldschmidt Gmbh Zusammensetzung aus Polymeren und elektrisch leitfähigem Kohlenstoff
US20130157140A1 (en) 2011-12-20 2013-06-20 General Electric Company Methods of making and using electrode compositions and articles
KR102036313B1 (ko) 2011-12-22 2019-10-24 캐보트 코포레이션 카본 블랙 및 납산 전지용 전극에서의 용도
WO2013158741A1 (en) 2012-04-17 2013-10-24 Momentive Performance Materials Inc Thermally conductive polymer compostions to reduce molding cycle time
US20140120339A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Cabot Corporation Porous carbon monoliths templated by pickering emulsions
CN105308775B (zh) 2013-06-21 2018-11-06 卡博特公司 用于锂离子蓄电池的导电碳
CN105474435A (zh) * 2013-06-21 2016-04-06 卡博特公司 用于锂离子蓄电池的活性材料
KR101582253B1 (ko) * 2014-04-21 2016-01-04 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Also Published As

Publication number Publication date
NL2019932B1 (en) 2018-05-24
BR112018015616A2 (pt) 2018-12-26
NL2018261B1 (en) 2017-11-23
US20190040225A1 (en) 2019-02-07
MX2018009245A (es) 2018-11-15
NL2019932A (en) 2018-01-09
WO2017136150A1 (en) 2017-08-10
DE112017000597B4 (de) 2022-09-22
CN108884266A (zh) 2018-11-23
BR122022021055B1 (pt) 2023-12-12
TW201728429A (zh) 2017-08-16
BR112018015616B1 (pt) 2023-03-21
FR3047246A1 (pl) 2017-08-04
PL427240A1 (pl) 2019-02-25
DE112017000597T5 (de) 2018-12-13
CN108884266B (zh) 2022-02-11
TWI630093B (zh) 2018-07-21
US10767028B2 (en) 2020-09-08
NL2018261A (en) 2017-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL240918B1 (pl) Mieszanka kauczukowa o ulepszonej wymianie ciepła
RU2602142C2 (ru) Резиновые композиции, включающие в себя графеновые углеродные частицы
RU2422479C2 (ru) Пригодные для переработки наполненные вулканизуемые галоидированные изоолефиновые эластомеры
KR101557461B1 (ko) 타이어 큐어링 블래더 및 이의 제조 방법
JP5221623B2 (ja) ブラダー用ゴム組成物及びブラダー
JP2016501305A (ja) カーボンナノチューブを含む高熱伝導性ブラダー用ゴム複合体組成物及びその製造方法
CN110862623A (zh) 一种含石墨烯的航空轮胎密封层胶料及其制备方法
US20040194863A1 (en) Tire with improved inner liner
WO2003087214A1 (fr) Composition de caoutchouc pour gomme interieure et pneu
JP2011116810A (ja) 空気入りタイヤのインナーライナー用ゴム組成物
EP2031015B1 (en) Rubber composite and tire using the same
WO2020005422A1 (en) Brominated isobutylene paramethyl-styrene elastomer curing bladders
JP5771686B2 (ja) ゴム組成物及びタイヤ
JP3496420B2 (ja) ゴム組成物
US11708482B2 (en) Rubber articles with improved fire properties
Salehi et al. Effect of simultaneous use of silica and nanoclay in rubber compounds based on nitrile rubber
JP4979055B2 (ja) ゴム材料、それを用いたゴム組成物及び架橋ゴム
JP5504549B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
WO2018139570A1 (ja) ゴム組成物、ゴム製品及びその製造方法
CA2078070A1 (en) Rubber composition
CN114989485B (zh) 一种选择性断裂硫化橡胶交联键的方法、应用、设备及其轮胎