【炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】9 月 9 日消息，在當(dāng)前炭黑應(yīng)用領(lǐng)域，裂解炭黑的價(jià)值挖掘正成為行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)，而正確運(yùn)用這一材料的核心前提，是徹底轉(zhuǎn)變 “將其視為傳統(tǒng)炭黑替代品” 的固有認(rèn)知 —— 裂解炭黑實(shí)則是一種性能特性獨(dú)特的新型材料。這意味著，應(yīng)用過程中需以產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)為基礎(chǔ)，著重發(fā)揮其在成本控制與環(huán)保屬性上的優(yōu)勢(shì)，而非追求與傳統(tǒng)炭黑的 1:1 等同替代。
要實(shí)現(xiàn)裂解炭黑的高效應(yīng)用，首要步驟是精準(zhǔn)匹配應(yīng)用場(chǎng)景，依據(jù)不同領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品性能的要求，確定其合理的使用比例與方式。在高性能領(lǐng)域，如輪胎胎面、高強(qiáng)度輸送帶等對(duì)材料力學(xué)性能要求嚴(yán)苛的場(chǎng)景中，裂解炭黑僅適合少量填充或部分替代，通常替代比例控制在 10%-20%，目標(biāo)是在基本不影響產(chǎn)品核心性能的前提下，實(shí)現(xiàn)成本降低與新材料應(yīng)用探索，絕不可大量使用;中性能領(lǐng)域，包括普通輸送帶、膠管、密封條及鞋底等產(chǎn)品，是裂解炭黑最具應(yīng)用潛力的核心場(chǎng)景，可實(shí)現(xiàn) 30%-50% 的部分替代，既能顯著降低生產(chǎn)成本，又能基本維持產(chǎn)品的主要使用性能;低性能領(lǐng)域，如黑色塑料母粒、墊片、低檔鞋材等對(duì)性能要求較低的產(chǎn)品，則可大量甚至 100% 使用裂解炭黑，主要利用其著色與填充功能，以最大化成本優(yōu)勢(shì)，滿足產(chǎn)品最基礎(chǔ)的物理性能需求即可。
據(jù)炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)了解，在明確應(yīng)用場(chǎng)景后，嚴(yán)格把控裂解炭黑的來料品質(zhì)，是保障后續(xù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，畢竟質(zhì)量波動(dòng)是當(dāng)前裂解炭黑應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)，建立完善的進(jìn)料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(IQC)至關(guān)重要。關(guān)鍵檢測(cè)指標(biāo)需涵蓋多個(gè)維度：灰分需盡可能低，優(yōu)質(zhì)裂解炭黑灰分可低于 10%，過高會(huì)影響材料補(bǔ)強(qiáng)性與電性能;碳含量則越高越好，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品碳含量能超過 90%，直接決定補(bǔ)強(qiáng)效果;粒徑分布與比表面積是影響補(bǔ)強(qiáng)性能的核心指標(biāo)，需要求供應(yīng)商提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)并確保批次穩(wěn)定性;加熱減量用于衡量殘留揮發(fā)分，過高易導(dǎo)致加工過程中出現(xiàn)噴霜、氣泡等問題;雜質(zhì)尤其是金屬雜質(zhì)必須嚴(yán)格控制;PH 值可能影響硫化速度，也需明確掌握。在實(shí)際操作中，需優(yōu)先選擇技術(shù)實(shí)力強(qiáng)、具備造粒、脫灰等后處理改性能力的可靠供應(yīng)商，每批來料均需附帶技術(shù)數(shù)據(jù)表(TDS)，且必須執(zhí)行 “先檢測(cè)，后使用” 原則，對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)檢測(cè)合格后方可投入生產(chǎn)，同時(shí)需分區(qū)存放，避免不同批次材料混用。
科學(xué)設(shè)計(jì)配方是用好裂解炭黑的核心技術(shù)環(huán)節(jié)，需針對(duì)含裂解炭黑的配方進(jìn)行重新調(diào)校。在替代策略上，建議從低比例(如 20%)開始嘗試，逐步提高替代量，同時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品性能變化;由于裂解炭黑與傳統(tǒng)炭黑密度可能存在差異，替代計(jì)算需注重科學(xué)性，通常按等體積替代更為合理，而非簡(jiǎn)單的等量替代。配方調(diào)整與優(yōu)化方面，因裂解炭黑補(bǔ)強(qiáng)性相對(duì)較弱，可適當(dāng)提高總炭黑填充量，例如用 50 份裂解炭黑替代 40 份傳統(tǒng)炭黑，以補(bǔ)償材料的硬度與定伸應(yīng)力;硫化體系調(diào)整需格外注意，裂解炭黑中的灰分含鋅等金屬氧化物，可能活化硫化過程，但其表面化學(xué)基團(tuán)又可能吸附促進(jìn)劑，延緩硫化，因此必須通過硫化儀測(cè)試(MDR)，根據(jù)測(cè)試曲線重新調(diào)整促進(jìn)劑與硫磺用量，具體是減少還是增加促進(jìn)劑，需通過實(shí)驗(yàn)確定;操作油 / 增塑劑的用量也需調(diào)整，若裂解炭黑結(jié)構(gòu)度低、吸油值低，需減少操作油用量，若其表面易吸附油劑，則需略微增加油量，最終通過測(cè)試膠料門尼粘度與加工性能確定最佳用量;此外，添加硅烷偶聯(lián)劑(如 Si69)或鈦酸酯偶聯(lián)劑，可改善裂解炭黑與橡膠基體的結(jié)合效果，顯著提升拉伸強(qiáng)度、耐磨性等補(bǔ)強(qiáng)性能，不過會(huì)增加一定成本，可根據(jù)應(yīng)用需求選擇是否采用。
最后，適配調(diào)整加工工藝同樣不可或缺，含裂解炭黑的膠料加工行為會(huì)發(fā)生改變，需對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性微調(diào)。混煉環(huán)節(jié)，因裂解炭黑可能更難分散，可適當(dāng)延長(zhǎng)混煉時(shí)間或調(diào)整加料順序，如先加入裂解炭黑與部分硬脂酸充分浸潤(rùn);同時(shí)混煉生熱可能升高，需控制好密煉機(jī)冷卻水與轉(zhuǎn)速，防止焦燒。壓出 / 壓延環(huán)節(jié)，膠料收縮率與口型膨脹會(huì)出現(xiàn)變化，需調(diào)整口型尺寸及溫度、速度等工藝參數(shù)，確保半成品尺寸穩(wěn)定。硫化環(huán)節(jié)，則需根據(jù)硫化儀測(cè)試結(jié)果，重新評(píng)估并設(shè)定正硫化時(shí)間(T90)，調(diào)整硫化機(jī)溫度與時(shí)間，避免出現(xiàn)欠硫或過硫問題，保障最終產(chǎn)品質(zhì)量。
