Introduction au mécanisme d'action du noir de carbone dans le caoutchouc

Le noir de carbone est une particule de carbone amorphe de taille micrométrique obtenue à partir d’une combustion incomplète ou d’une pyrolyse de substances contenant du carbone. C'est l'une des charges les plus importantes dans l'industrie du caoutchouc et elle est largement utilisée dans les produits en caoutchouc tels que les pneus, les tuyaux et les rubans adhésifs. Le noir de carbone peut non seulement améliorer les propriétés mécaniques, la résistance à l'usure, la résistance au vieillissement et la conductivité du caoutchouc, mais également réduire le coût et le poids du caoutchouc. Alors, comment le noir de carbone joue-t-il ces rôles dans le caoutchouc ? Cet article présentera le mécanisme du noir de carbone dans le caoutchouc sous les aspects suivants :
L’effet renforçant du noir de carbone
L'effet de renforcement du noir de carbone fait référence aux propriétés physiques du caoutchouc, telles que la résistance, la dureté, le module et la résistance à l'usure, qui peuvent être améliorées par le noir de carbone, permettant au caoutchouc d'avoir une meilleure capacité de charge et une meilleure durée de vie. L’effet enrichissant du noir de carbone dépend principalement des facteurs suivants :
Surface spécifique du noir de carbone :
La surface spécifique fait référence à la surface du noir de carbone par unité de masse ou de volume, qui reflète la taille et la morphologie des particules de noir de carbone. D'une manière générale, plus la surface spécifique est grande, plus les particules de noir de carbone sont petites et plus la zone de contact avec les molécules de caoutchouc est grande, augmentant ainsi la friction et la force de liaison entre le caoutchouc et le noir de carbone et améliorant l'effet de renforcement du caoutchouc.
La structure du noir de carbone :
La structure fait référence au degré auquel les particules de noir de carbone s'agrègent et forment des agrégats, reflétant les vides et les pores entre les particules de noir de carbone. D'une manière générale, plus la structure est élevée, plus il y a de vides et de pores entre les particules de noir de carbone et plus l'enchevêtrement entre les molécules de caoutchouc est fort, augmentant ainsi la friction et l'adhérence entre le caoutchouc et le noir de carbone et améliorant l'effet de renforcement du caoutchouc.
Dispersion du noir de carbone :
La dispersion fait référence au degré auquel le noir de carbone est uniformément réparti dans la matrice de caoutchouc, ce qui reflète la compatibilité et la fluidité du noir de carbone avec le caoutchouc pendant le processus de mélange. D'une manière générale, plus la dispersibilité est bonne, plus les phases dispersées formées par le noir de carbone dans le caoutchouc sont fines, uniformes et stables, permettant à chaque particule de noir de carbone d'exercer pleinement son effet de renforcement et d'améliorer les performances globales du caoutchouc.