¿Cuáles son las propiedades básicas del negro de humo?

Las propiedades básicas del negro de humo incluyen principalmente el tamaño de partícula, la estructura y las propiedades de la superficie, que tienen una influencia importante en elrendimiento del proceso y efecto de refuerzo del caucho.

(1) El tamaño de partícula del negro de humo se refiere al tamaño del negro de humo de una sola partícula o partículas primarias en agregados. El tamaño de partícula promedio del negro de humo para el caucho es generalmente entre 11 y 500 nm. Cuanto menor sea el tamaño de partícula del negro de humo, mayor será el área de superficie total de partículas de negro de humo por unidad de masa o unidad de volumen (volumen real), es decir, mayor será el área de superficie específica de negro de humo, mayor será el área de contacto entre el negro de humo y el caucho, y los puntos activos en la misma masa de negro de humo. Cuanto más sea, mejor se puede ejercer la unión química y la adsorción física del negro de humo al caucho, y mejor será el efecto de refuerzo del negro de humo. El tamaño de partícula del negro de humo está relacionado con el método de fabricación y las condiciones de producción. Para el método del horno de aceite, cuanto mayor sea el grado de atomización del aceite de las materias primas de negro de humo, mayor será la temperatura del horno, mayor será la relación aire-aceite; cuanto mayor sea la velocidad del flujo de aire en el horno, las partículas de negro de humo generadas. menor. Los métodos de determinación del tamaño de partícula de negro de humo son: microscopía electrónica, método de adsorción de nitrógeno (método BET), método de adsorción de yodo, método de adsorción macromolecular (incluido el método OT de surfactante aniónico y el método CTAB de surfactante catiónico).

(2) La estructura del negro de humo se refiere a la forma del negro de humo. Cuando el negro de humo se genera en la región de alta temperatura de combustión incompleta, las partículas se combinan químicamente para formar agregados tridimensionales, es decir, la estructura primaria del negro de humo. La estructura primaria del negro de humo no se daña fácilmente durante el procesamiento del caucho, y es la unidad de dispersión más pequeña del negro de humo en el caucho. Dos o más agregados se aglomeran en agregados de estructura suelta debido a las fuerzas de van der Waals, es decir, la estructura secundaria del negro de humo. La estructura secundaria del negro de humo se daña fácilmente por la fuerza de cizallamiento mecánico durante el procesamiento del caucho. La estructura del negro de humo incluye - estructura secundaria y estructura secundaria. La estructura del negro de humo se refiere al grado de subestructura de negro de humo. Cuanto más suelta sea la estructura del negro de humo, cuanto más alta sea la estructura, más compleja será la forma, más ramas, mayor será el vacío interno y más ocluido será el caucho formado por la combinación con el caucho. La estructura del negro de humo está relacionada con su método de producción y las materias primas utilizadas. Generalmente, la estructura del negro de humo térmico es menor que la del negro de humo de canal. La estructura del negro de humo del gas natural es más alta que la del negro de humo del aceite aromático. sexo bajo. El método de determinación de la estructura de negro de humo se puede utilizar el método de valor de absorción de aceite. En el negro de humo cuantitativo, agregando el ftalato de dibutilo (DBP) apropiado, cuanto más volumen de DBP se requiera para llenar los vacíos de negro de humo, mayor será la estructura de negro de humo. Alto.

(3) Las propiedades superficiales del negro de humo incluyen la rugosidad superficial y las propiedades químicas de la superficie. La rugosidad superficial se refiere a la existencia de microporos de varios nanómetros a varios nanómetros en la superficie de partículas de negro de humo, que se generan por la erosión del negro de humo por gas oxidante a alta temperatura durante el proceso de formación. Debido a que los microporos son pequeños, las moléculas de caucho no pueden ingresar a estos microporos, por lo que el área de superficie para que el negro de humo y el caucho tengan un efecto efectivo se reduce, por lo que el efecto de refuerzo es bajo. La rugosidad superficial del negro de humo está relacionada con su método de fabricación. En general, la rugosidad superficial de las partículas de negro de humo del canal es la más grande, y la rugosidad de la superficie de las partículas de negro de humo por el método del horno y el método de craqueo térmico es más pequeña y la superficie es más lisa. La rugosidad de la superficie se puede medir mediante un método de microscopio electrónico, un método de adsorción de nitrógeno o similar. Las propiedades químicas superficiales del negro de humo están relacionadas con la composición química del negro de humo y el estado superficial de las partículas de negro de humo. El negro de humo se compone principalmente de elementos de carbono, con un contenido de carbono del 90% al 99%, así como una pequeña cantidad de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y azufre y una pequeña cantidad de materia volátil y cenizas. Los átomos de carbono se unen covalentemente para formar capas hexagonales, por lo que el negro de humo tiene algunas propiedades aromáticas. Durante el proceso de producción y almacenamiento de negro de humo, debido a la oxidación, la superficie contiene grupos funcionales que contienen oxígeno, como el grupo hidroxilo carboxilo, el grupo lactona quinona y el grupo fenol. Además, hay muchos radicales libres en la superficie del negro de humo. Estas propiedades químicas hacen que la superficie de las partículas de negro de humo tenga una cierta actividad química. Cuanto mayor sea la actividad química, mayor será el número de cauchos unidos y mejor será el efecto de refuerzo del negro de humo.