Węgiel popirolityczny jako napełniacz 2019.07.21
Charakterystyka. Oznaczono podstawowe właściwości fizyko-chemiczne materiału węglowego pod kątem zastosowania jako nieaktywnego napełniacza zastępującego sadze typu N-990 oraz N-770. Badania prowadzono na podstawie obowiązujących norm:
Podstawowe właściwości węgla popirolitycznego.

Badania. Wykonano badania węgla popirolityczego w mieszankach gumowych zawierających kauczuk naturalny NR (wg ASTM D 3192-97) oraz kauczuk butadienowo-styrenowy SBR (wg ASTM D 3191-97). Zbadano kinetykę wulkanizacji mieszanek kauczukowych, właściwości mechaniczne wulkanizatów, odporność na starzenie cieplno-tlenowe.

Wyniki badań. Właściwości mechaniczne wulkanizatów przedstawiono w tabeli poniżej. Wyniki dla kauczuki SBR (KER 1500) wskazują na dużo niższe parametry wytrzymałościowe w porównaniu z sadzami wzorcowymi.
Właściwości mechaniczne wulkanizatów SBR, NR zawierających sadze N700, N900 i węgiel popirolityczny (WP)

Gorsze właściwości mechaniczne wulkanizatów napełnionych węglem popirolitycznym wynikają w znacznej mierze ze słabej dyspersji wynikającej z trudnościami w rozbiciu aglomeratów cząstek węgla w matrycy kauczukowej, co widać na zdjęciach SEM poniżej.


Wulkanizat NR, 50phr węgla, powiększenie 500x


Wulkanizat NR, 50phr węgla, powiększenie 50000x
Wulkanizaty napełnione węglem popirolitycznym wykazują wiekszą odporność na starzenie cieplno-tlenowe, jednak ze względu na dość słabe właściwości mechaniczne wulkanizatów zawierających ten napełniacz praktycznie nie ma to większego znaczenia.
Odporność wulkanizatów SBR i NR na starzenie cieplno-tlenowe.

Wnioski. Biorąc pod uwagę ceny sadz technicznych zastosowanie węgla popirolitycznego jako napełniacza sadzowego może być, szczególnie w przypadku wyrobów masywnych, o mniejszych wymaganiach wytrzymałościowych, uzasadnione.
IIMPiB Toruń, Oddział Elastomerów i Technologii Gumy w Piastowie