恒鑫化工浅析炭黑作为轮胎主原料的作用有哪些？

       在轮胎产品中炭黑是一种主要原材料，其用量约占30%，仅次于聚合物列第二位。因为炭黑可以极大地提高橡胶的物理性能，所以是轮胎产品最重要的补强剂，特别是以合成胶为主的体系，不通过补强，其本身的强度没有任何使用价值。橡胶的补强作用可以定义为橡胶产品使用寿命的提高，一般通过补强的弹性体其模量、硬度、耐磨性等均有提高。对于汽车轮胎而言，最有意义的是补强与胶料磨耗之间的相关性。

       炭黑具有强大的吸附能力，与烃类橡胶的相互作用是物理性的，不涉及化学反应。炭黑补强橡胶的根本是弹性体分子在炭黑表面的附着，因为炭黑粒子存在微孔，当微孔尺寸非常小，使弹性体分子无法进入时，孔内所包含的面积对补强不起作用；当弹性体分子非常大无法进入永久结构的空隙中时补强也无法实现。炭黑凝胶的生成是补强的先决条件，这种炭黑凝胶是一种无限大的炭黑-弹性体网络，在玻璃化温度以下的玻璃态，炭黑凝胶不存在，补强作用消失。因此，填料对橡胶的补强只限于弹性体的橡胶态，当弹性体在玻璃态时，填料就很少或没有补强作用。在炭黑凝胶中，结合网络的交联是由填料引起的，补强粒子与弹性体之间的相互作用和结合强度是补强的关键。

       炭黑是由碳元素组成的胶态物质，聚集体的大小、形态和表面活性决定了炭黑的补强特性。炭黑聚集体牢固地烧结在一起，在橡胶加工过程中一般的工艺不能将其分开。衡量炭黑对橡胶补强作用时，比表面积、结构和表面活性是重要指标，此外同时还应考虑炭黑中碳质成分（如焦炭）、非碳素（如灰分和水分）以及分散水平等一些重要参数。
       不同品种的炭黑由于上述参数不同，造成橡胶与炭黑之间相互作用程度、聚集体空隙中吸留橡胶量、炭黑聚结体附聚倾向等方面的差异，最终影响补强效果。除此之外，炭黑中的其他组分也会对性能产生影响。聚集体上复杂的含氧官能团影响着炭黑的物理化学性质，炭黑表面氧化会降低 pH值，改变胶料的硫化动力学过程，减慢硫化速度。炭黑中还包含着来自于芳烃原料的硫元素，这些硫大多数键合到炭黑粒子内部，不具备反应性，也不影响交联。