熱裂解法炭黑N990與噴霧炭黑性能對比
天津優盟化工科技有限公司 炭黑項目部
炭黑是橡膠工業中最通用的補強填充劑，其總量的90－95％用于橡膠工業，其耗用量約為橡膠耗用量的40－50％。炭黑不僅能提高橡膠制品的強度，而且能改善膠料的加工性能，并賦予制品以耐磨耗、耐撕裂、耐熱、耐寒、耐油及某些特殊性能，使制品使用壽命延長。炭黑的生產工藝一般可分為槽法和爐法，其中中粒子熱裂解法炭黑（MT炭黑）是天然氣隔絕空氣加熱到1300℃裂解生成，是由大量球形、橢圓形炭和少量熔接粒子組成，具有粒徑大、比表面積小、結構低、容易分散、流動性好、高填充量等特點。因其表面活性低，故也稱為非補強性炭黑，是一種在輪胎氣密層、膠管、膠帶、油封、氟膠制品中應用較為廣泛的炭黑品種之一。
由于目前國內的只有天津優盟化工生產熱裂解法炭黑，因此我國的橡膠產品配方中用量較少。而性能與其相近似的噴霧炭黑，粒子較粗并可以在膠料中大量填充，加工性能良好。硫化膠彈性大、生熱低、變形小、低溫性能好、定伸應力較高，目前多用于特種橡膠制品中，另外國內自己也生產這種炭黑。因此我國的配方設計工程師經常使用噴霧炭黑在相關的生產中。
本文僅就中粒子熱裂解法炭黑的代表N990熱裂解法炭黑和噴霧炭黑的各種性能進行對比。

一．材料
實驗所需的炭黑來源為：N990熱裂解法炭黑 天津優盟化工公司生產
噴霧炭黑 國產品種

二．試驗結果
熱裂解法炭黑與噴霧炭黑基本性能對照表

三．實驗結果分析

1. 物理形態

經過造粒處理后的N990熱裂解法炭黑不僅在加工中可以防止粉塵和有害空氣的產生，維護使用者的身體健康，而且造粒后的炭黑更易于搬運，降低了炭黑的運輸成本，也改善了炭黑的流動性，更易于使用氣體輸送裝置加料。另外造粒后，可以提高炭黑在膠料中的分散性。噴霧炭黑由于未經過造粒處理，加工混煉時間不得不延長，消耗了更多的能源，產生了更高的溫度（可能引起膠料焦燒），降低了設備的利用率。甚至可能出現由于存在未分散的炭黑，引起制品內部出現空洞以及制品外觀質量問題。

1. 325目篩余物含量

篩余物和磁性物質(諸如金屬碎片)含量高能引起制品外觀質量和其它質量問題。在實際生產中，尤其是在生產O型圈、密封墊、風雨密封件和汽車水刮器，這是產生廢品的主要原因。廢品率的增加使生產成本相應地增加。N990熱裂解法炭黑的篩余物較低，不僅可以提高成品率，而且可以降低對模具的磨損，提高連續生產的時間。

1. 結構

利用DBP吸收法檢測噴霧炭黑的結構時，無法得到數據。分析原因，有可能是噴霧炭黑的結構非常松散（密度僅為154 KG/M３），也有可能是這種測試方法不適合檢測這種形態的炭黑。

1.甲苯抽出物

炭黑表面上焦油狀物質，可以被甲苯等一些溶劑抽出。抽出物含量高可能會污染膠料，在一些應用中能引起污染。制品外觀也可能出現問題。

1. 比表面積

噴霧炭黑的比表面積比N990熱裂解法炭黑的大，從理論上講，噴霧炭黑的粒子比N990熱裂解法炭黑小，補強性更好，而N990熱裂解法炭黑在膠料中的添充量則更大一些，膠料的各項技術指標卻不會隨N990熱裂解法炭黑份數的加大而下降。

1. 加熱減量

N990熱裂解法炭黑加熱減量明顯低于噴霧炭黑。如果炭黑水分含量高，在硫化時，可導致制品中產生氣泡，進而使制品內部出現氣孔和外觀質量問題，因此在生產中我們更希望使用水分含量低的炭黑。

1. 硫含量

噴霧炭黑中硫含量經測試要比N990熱裂解法炭黑的高出許多。在氟膠加工中，由于氟膠是高飽和膠，不能使用硫黃硫化體系，因此噴霧炭黑不適合氟膠的生產加工中。

四．結論
綜上所述，我們感到對比噴霧炭黑，N990熱裂解法炭黑作為一種功能性填充劑，具有加熱減量小、純度高、粒子大、結構低、流動性好、填充量高等優勢，更適用于相關橡膠制品，尤其是在生產配方中的膠料較昂貴，尺寸公差要求嚴格，動態性能要求優秀的制品中，如氟膠、丁腈膠、三元乙丙膠、氯丁膠、丁基膠等。另外大量使用熱裂解法炭黑不僅可以降低成本，而且使用造粒后的炭黑可以改善工作環境，提高連續生產能力。