{"id":110910,"date":"2021-09-02T15:24:26","date_gmt":"2021-09-02T07:24:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.alpapowder.com\/110910\/"},"modified":"2021-09-02T15:24:26","modified_gmt":"2021-09-02T07:24:26","slug":"modification-du-noir-de-carbone-et-son-application-dans-le-caoutchouc","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/110910\/","title":{"rendered":"Modification du noir de carbone et son application dans le caoutchouc"},"content":{"rendered":"

Le noir de carbone est un carbone amorphe poudreux noir l\u00e2che, l\u00e9ger, extr\u00eamement fin. C’est la charge de renforcement la plus importante de l’industrie du caoutchouc et elle est largement utilis\u00e9e dans les industries de l’impression et de la teinture, du caoutchouc, de la transformation du plastique et du transport. Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que la modification chimique du noir de carbone peut grandement am\u00e9liorer diverses propri\u00e9t\u00e9s du noir de carbone, qui est \u00e9galement un sujet br\u00fblant dans la recherche actuelle sur le noir de carbone.<\/p>\n

Afin de r\u00e9pondre aux exigences particuli\u00e8res de performance du noir de carbone dans certaines applications, le but de la modification peut \u00eatre atteint en post-traitant le noir de carbone. En partant de la composition des \u00e9l\u00e9ments et des groupes fonctionnels de surface du noir de carbone, il existe trois mani\u00e8res d’am\u00e9liorer la modification hydrophile du noir de carbone : la modification par oxydation, la modification par greffage et la modification du rev\u00eatement.<\/p>\n

Modification du greffon<\/h4>\n

La modification du greffon est l’une des m\u00e9thodes de modification du caoutchouc les plus \u00e9tudi\u00e9es. La modification du greffon consiste \u00e0 greffer des cha\u00eenes polym\u00e8res ou des compos\u00e9s de faible poids mol\u00e9culaire \u00e0 la surface du noir de carbone et \u00e0 les lier fermement \u00e0 la surface du noir de carbone pour emp\u00eacher l’agr\u00e9gation entre les particules afin d’atteindre l’objectif de dispersion.<\/p>\n

    \n
  1. Greffage de noir de carbone et de bas poids mol\u00e9culaire<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

    L’AO-80 (un antioxydant organique) se d\u00e9compose dans des conditions de temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e pour g\u00e9n\u00e9rer de petits radicaux libres mol\u00e9culaires. Dans le fluide CO2\u00a0<\/sub>supercritique, de petites mol\u00e9cules organiques (AO-80) sont utilis\u00e9es pour greffer du noir de carbone sur la surface pour pr\u00e9parer de petites mol\u00e9cules organiques Des nanoparticules de noir de carbone greff\u00e9es. L’analyse de la carte granulom\u00e9trique apr\u00e8s greffage des mol\u00e9cules d’AO-80 sur la surface du noir de carbone permet de conclure que la granulom\u00e9trie des agr\u00e9gats de noir de carbone modifi\u00e9 est plus petite et plus \u00e9troite.<\/p>\n

      \n
    1. Greffage de noir de charbon actif et de polym\u00e8re<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

      L’utilisation des caract\u00e9ristiques d’un grand nombre de groupes terminaux de polym\u00e8res hyperramifi\u00e9s et la modification du noir de carbone avec des polym\u00e8res hyperramifi\u00e9s l\u00e9gers peuvent affaiblir l’agr\u00e9gation des particules de noir de carbone modifi\u00e9. Noir de carbone modifi\u00e9 par greffage de polym\u00e8re hyperramifi\u00e9 : le noir de carbone est d’abord m\u00e9thyl\u00e9, puis un poly(amide \u00e9thyle) hyperramifi\u00e9 de type AB3<\/sub>\u00a0est greff\u00e9 \u00e0 la surface du noir de carbone.<\/p>\n

        \n
      1. Le greffage pour capturer les radicaux libres \u00e0 la surface du noir de carbone<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

        Le polystyr\u00e8ne sulfonate de sodium (PSS) est un polym\u00e8re hydrosoluble avec une bonne activit\u00e9 interfaciale. Dans un environnement \u00e0 ultrasons, le monom\u00e8re styr\u00e8ne sulfonate de sodium subit une polym\u00e9risation radicalaire et les radicaux libres \u00e0 longue cha\u00eene du polym\u00e8re g\u00e9n\u00e9r\u00e9s sont captur\u00e9s par la surface du noir de carbone pour pr\u00e9parer du noir de carbone greff\u00e9 au polym\u00e8re.<\/p>\n

        Modification de l’oxydation<\/h4>\n

        Les particules de noir de carbone sont oxyd\u00e9es par un oxydant pour subir une modification. Le traitement d’oxydation du noir de carbone peut modifier la surface sp\u00e9cifique, la porosit\u00e9 et la conductivit\u00e9 du noir de carbone.<\/p>\n

        Le traitement d’oxydation de surface (oxydation en phase gazeuse et oxydation en phase liquide) augmente le type et le nombre de groupes fonctionnels contenant de l’oxyg\u00e8ne \u00e0 la surface du noir de carbone, ce qui peut augmenter la teneur en mati\u00e8res volatiles du noir de carbone, r\u00e9duire le pH et am\u00e9liorer l’activit\u00e9 de surface et la polarit\u00e9.<\/p>\n

          \n
        1. M\u00e9thode en phase gazeuse<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

          La modification en phase gazeuse du noir de carbone est une m\u00e9thode de modification traditionnelle. L’oxyg\u00e8ne, l’ozone, l’air sec et l’oxyg\u00e8ne atomique ou l’air humide sont les principaux oxydants. Le gaz inerte est introduit dans des conditions ferm\u00e9es, puis la temp\u00e9rature est \u00e9lev\u00e9e jusqu’\u00e0 la temp\u00e9rature de r\u00e9action, puis l’oxydant est introduit pour effectuer la r\u00e9action de modification. Apr\u00e8s la r\u00e9action, un gaz inerte est introduit. Les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux montrent qu’au fur et \u00e0 mesure que la dur\u00e9e du test augmente et que la temp\u00e9rature de r\u00e9action augmente, plus il y a de groupes contenant de l’oxyg\u00e8ne sur la surface du noir de carbone, meilleure est la dispersibilit\u00e9 dans la matrice de caoutchouc.<\/p>\n

            \n
          1. M\u00e9thode en phase liquide<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

            La m\u00e9thode en phase liquide, \u00e9galement connue sous le nom de m\u00e9thode d’oxydation chimique, est une m\u00e9thode de modification dans laquelle un oxydant r\u00e9agit avec le noir de carbone pour g\u00e9n\u00e9rer quelques radicaux, radicaux carboxyles et radicaux l\u00e9gers \u00e0 la surface du noir de carbone. Le Cabot Elastomer Composite (CEC) recherch\u00e9 par Wang Mengjiao et d’autres est le premier m\u00e9lange ma\u00eetre de remplissage NR produit par un processus de m\u00e9lange en phase liquide continu. Cette technologie permet la protection de l’environnement, une faible consommation d’\u00e9nergie, un processus simple et une faible consommation de main-d’\u0153uvre. Compar\u00e9 au m\u00e9lange de caoutchouc sec, ce mat\u00e9riau peut am\u00e9liorer consid\u00e9rablement les propri\u00e9t\u00e9s du caoutchouc vulcanis\u00e9, notamment en r\u00e9duisant la perte d’hyst\u00e9r\u00e9sis, en am\u00e9liorant la r\u00e9sistance \u00e0 la coupe et la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion, et en augmentant la r\u00e9sistance \u00e0 l’usure du caoutchouc vulcanis\u00e9 lorsque la quantit\u00e9 de charge est augment\u00e9e.<\/p>\n

            Modification du rev\u00eatement<\/h4>\n

            M\u00e9langer du noir de carbone avec du noir de carbone blanc dispers\u00e9 dans l’eau pour former une suspension, ajouter une quantit\u00e9 appropri\u00e9e de m\u00e9thanol, de m\u00e9thyl tri\u00e9thoxy silane, de silicate de sodium et d’autres dispersants pour que le noir de carbone blanc recouvre la surface du noir de carbone et le carbone modifi\u00e9 r\u00e9sultant le noir est rempli Dans les pneus, les bandes transporteuses et les rouleaux en caoutchouc, il peut conf\u00e9rer au caoutchouc vulcanis\u00e9 d’excellentes propri\u00e9t\u00e9s physiques telles qu’une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 l’usure, une adh\u00e9rence \u00e9lev\u00e9e et une faible r\u00e9sistance au roulement.<\/p>\n

            Application de noir de carbone modifi\u00e9 dans le caoutchouc<\/h4>\n

            Dans l’industrie du caoutchouc, le noir de carbone est largement utilis\u00e9 comme agent de renforcement et 90 % de la production mondiale de noir de carbone est utilis\u00e9e dans l’industrie du caoutchouc.<\/p>\n

              \n
            • Application en NR (Caoutchouc Naturel)<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n

              Le noir de carbone modifi\u00e9 par le gaz de pyrolyse est utilis\u00e9 comme agent de renforcement et ajout\u00e9 au caoutchouc avec du HAF. Au fur et \u00e0 mesure que la quantit\u00e9 de noir de carbone modifi\u00e9 augmente, la contrainte de traction de 300 % du compos\u00e9 vulcanis\u00e9 augmente, l’allongement diminue et la d\u00e9formation r\u00e9manente diminue. La r\u00e9sistance \u00e0 la d\u00e9chirure a \u00e9t\u00e9 r\u00e9duite.<\/p>\n

              L’effet de la pyrolyse gaz modification-I et HAF sur la performance de NR<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
              Performance<\/td>\nHAF\/noir de carbone II modifi\u00e9 par pyrolyse<\/td>\n<\/tr>\n
              100\/0<\/td>\n70\/30<\/td>\n50\/50<\/td>\n30\/70<\/td>\n0\/100<\/td>\n<\/tr>\n
              300% contrainte d’allongement fixe\/MPaa<\/td>\n8,3<\/td>\n8,2<\/td>\n8,8<\/td>\n9,0<\/td>\n9,5<\/td>\n<\/tr>\n
              R\u00e9sistance \u00e0 la traction\/MPa<\/td>\n32,5<\/td>\n39,7<\/td>\n27,1<\/td>\n26,5<\/td>\n23,1<\/td>\n<\/tr>\n
              Allongement \u00e0 la rupture\/%<\/td>\n586<\/td>\n593<\/td>\n548<\/td>\n535<\/td>\n496<\/td>\n<\/tr>\n
              D\u00e9formation permanente\/%<\/td>\n36,4<\/td>\n30,8<\/td>\n26,8<\/td>\n22,6<\/td>\n24,0<\/td>\n<\/tr>\n
              Sauer A duret\u00e9\/degr\u00e9<\/td>\n61,5<\/td>\n58<\/td>\n58<\/td>\n60<\/td>\n61<\/td>\n<\/tr>\n
              Coefficient de r\u00e9sistance au froid (-40\u2103)<\/td>\n0,8<\/td>\n0,83<\/td>\n0,84<\/td>\n0,8<\/td>\n0,8<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
                \n
              • Application en EPDM (caoutchouc monom\u00e8re \u00e9thyl\u00e8ne propyl\u00e8ne di\u00e8ne)<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n

                Le caoutchouc EPDM (EPDM) a une excellente r\u00e9sistance \u00e0 l’ozone et au vieillissement. Il est souvent rempli de noir de carbone modifi\u00e9 par greffage de monom\u00e8re de m\u00e9thacrylate de glycidyle (GMA) pour am\u00e9liorer son traitement et ses propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques.<\/p>\n

                Le noir de carbone a \u00e9t\u00e9 modifi\u00e9 avec un acide gras l\u00e9ger insatur\u00e9 pour am\u00e9liorer la vulcanisation et les propri\u00e9t\u00e9s physiques et m\u00e9caniques du caoutchouc EPDM. Il a \u00e9t\u00e9 trouv\u00e9 que l’ajout d’acide gras insatur\u00e9 am\u00e9liorait significativement les performances de d\u00e9chirure et de flexion du caoutchouc vulcanis\u00e9 tout en maintenant des performances relativement \u00e9lev\u00e9es. De bonnes performances de vieillissement thermique \u00e0 l’oxyg\u00e8ne peuvent \u00eatre bien appliqu\u00e9es aux produits en caoutchouc absorbant les chocs.<\/p>\n

                  \n
                • Application en SBRL (caoutchouc styr\u00e8ne butadi\u00e8ne vulcanis\u00e9)<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n

                  Le caoutchouc styr\u00e8ne butadi\u00e8ne est un latex industriel couramment utilis\u00e9, qui pr\u00e9sente les avantages d’un faible co\u00fbt et de sources larges. Le styr\u00e8ne sulfonate de sodium est utilis\u00e9 pour modifier le noir de carbone afin de pr\u00e9parer une suspension de noir de carbone nano-dispers\u00e9e, puis la suspension de noir de carbone est m\u00e9lang\u00e9e avec du SBRL pour pr\u00e9parer du SBRL renforc\u00e9 de noir de carbone modifi\u00e9, qui est appliqu\u00e9 au liquide de r\u00e9paration de pneus.<\/p>\n

                    \n
                  • Application en mastic polyur\u00e9thane<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n

                    En pr\u00e9sence de l’initiateur peroxyde de benzoyle, la surface du noir de carbone ordinaire est organiquement modifi\u00e9e avec du styr\u00e8ne.<\/p>\n

                    Comparaison des performances du noir de carbone ajout\u00e9 au mastic avant et apr\u00e8s modification<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
                    projet<\/td>\nScellant avant modification<\/td>\nScellant modifi\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
                    R\u00e9sistance \u00e0 la traction\/MPa<\/td>\n3,2<\/td>\n4,43<\/td>\n<\/tr>\n
                    Allongement \u00e0 la rupture\/%<\/td>\n423<\/td>\n597<\/td>\n<\/tr>\n
                    R\u00e9sistance au cisaillement\/MPa<\/td>\n1,9<\/td>\n2,6<\/td>\n<\/tr>\n
                    Sauer A duret\u00e9\/degr\u00e9<\/td>\n40<\/td>\n42<\/td>\n<\/tr>\n
                    R\u00e9sistance \u00e0 l’affaissement\/mm<\/td>\n3,64<\/td>\n6,84<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

                    Le mastic fait de compos\u00e9 de noir de carbone modifi\u00e9 a une bonne r\u00e9sistance \u00e0 la traction, duret\u00e9, allongement et r\u00e9sistance au cisaillement, et r\u00e9duit le co\u00fbt, et est largement utilis\u00e9 dans les domaines d’\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 tels que la construction et les automobiles.<\/p>\n

                     <\/p>\n

                    Source de l’article : China Powder Network<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

                    Le noir de carbone est un carbone amorphe poudreux noir l\u00e2che, l\u00e9ger, extr\u00eamement fin. C’est la charge de renforcement la plus importante de l’industrie du caoutchouc et elle est largement utilis\u00e9e dans les industries de l’impression et de la teinture, du caoutchouc, de la transformation du plastique et du transport. Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que la modification chimique du noir de carbone peut grandement am\u00e9liorer diverses propri\u00e9t\u00e9s du noir de carbone, qui est \u00e9galement un sujet br\u00fblant dans la recherche actuelle sur le noir de carbone.<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":110891,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[843],"tags":[],"class_list":["post-110910","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nouvelles-de-lindustrie-fr"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110910","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=110910"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110910\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/110891"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=110910"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=110910"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.alpapowder.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=110910"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}