眾所周知,炭黑由于其獨(dú)特的能力-可以增強(qiáng)聚合物的物理性質(zhì),而應(yīng)用于橡膠產(chǎn)品已經(jīng)超過了90年。它的作用包括:增加與強(qiáng)度有關(guān)的性質(zhì)(拉伸強(qiáng)度、抗扯力、抗割口生長(zhǎng)等),耐磨耗性,剛度(硬度和定伸),能量的吸收特性(減震性等),牽引力以及其它跟補(bǔ)強(qiáng)沒有直接關(guān)系的性質(zhì)(導(dǎo)電性、顏色、降低材料消耗等)。當(dāng)然也有有害的一面,包括增加滯后性(生熱性、回彈性、正切角等)以及隨著聚合體、炭黑混合物的剛度的增加,耐疲勞性下降。所有這些性質(zhì)加上被忽略的其它性質(zhì)都可以歸到炭黑對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)特性中。
目前,我們國(guó)家的子午胎主要使用的炭黑牌號(hào)為:N660、N550、N326、N375、N234、N121、N115等。其中硬質(zhì)牌號(hào)的炭黑如:N375、N234、N121、N115大多存在著著色強(qiáng)度偏低、多點(diǎn)氮吸附測(cè)試結(jié)果偏低的現(xiàn)象。這主要與我們國(guó)家近幾年快速發(fā)展的炭黑行業(yè)有關(guān)。很多炭黑廠家只重視炭黑的吸典、吸油、灰分、加熱減量等基本測(cè)試項(xiàng)目,而對(duì)于象24M4DBP/壓縮吸油、CTAB、多點(diǎn)氮吸附、著色強(qiáng)度等與橡膠聚合物的補(bǔ)強(qiáng)特性有十分密切關(guān)系的測(cè)試項(xiàng)目,則重視不夠。由于吸典的測(cè)試結(jié)果并不能真實(shí)的反映炭黑粒子的大小,因此對(duì)于應(yīng)用在子午胎胎面配方中的N375、N234、N121、N115等牌號(hào)的炭黑,僅僅測(cè)試吸典和吸油是不充分的,還應(yīng)當(dāng)測(cè)試炭黑的CTAB、著色強(qiáng)度或者多點(diǎn)氮吸附(當(dāng)然該測(cè)試設(shè)備價(jià)格較高)和壓縮吸油值以及水洗篩余物。只有炭黑的這些測(cè)試項(xiàng)目都達(dá)到ASTM或新國(guó)標(biāo)中的要求,各個(gè)牌號(hào)的炭黑才能充分發(fā)揮它們的補(bǔ)強(qiáng)特性以及優(yōu)異的耐磨耗特性。舉個(gè)例子,如N115和N234在子午胎輪胎胎面配方中經(jīng)常用到,但往往不同廠家所生產(chǎn)的同一牌號(hào)的炭黑體現(xiàn)在橡膠混煉膠的物性測(cè)試中,出現(xiàn)不同的物性測(cè)試結(jié)果。究其原因,還是炭黑的著色強(qiáng)度、CTAB或多點(diǎn)氮吸附以及壓縮吸油值的差異所致。另外,炭黑水洗篩余物(35#目和325#目)測(cè)量結(jié)果的差異也會(huì)造成膠料物性測(cè)試中300%定伸強(qiáng)度與扯斷強(qiáng)度的非線性關(guān)系。
子午胎是我國(guó)目前輪胎市場(chǎng)發(fā)展的重點(diǎn),也是發(fā)展較快的市場(chǎng)之一。國(guó)際上大的輪胎企業(yè)紛紛在我國(guó)投資建廠。如:米琪林輪胎、固特異輪胎、倍耐力輪胎、韓泰輪胎、普立斯通輪胎、佳通輪胎等等。同時(shí)國(guó)內(nèi)的輪胎企業(yè)也紛紛上馬子午胎生產(chǎn)線。隨著我國(guó)子午胎生產(chǎn)能力的迅速擴(kuò)大,就需要國(guó)內(nèi)的炭黑企業(yè)提供更多的滿足質(zhì)量要求的優(yōu)質(zhì)炭黑。但目前大多數(shù)的外資輪胎企業(yè)以及國(guó)內(nèi)較大的輪胎企業(yè)主要使用上海卡博特和青島德固薩的炭黑,尤其是子午胎所用的炭黑。這些合資炭黑廠的炭黑價(jià)格通常至少平均比國(guó)內(nèi)炭黑的價(jià)格高出1000元/噸。比較其中的差距,我想主要在于國(guó)內(nèi)炭黑企業(yè)大多管理水平低下,造成產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定、波動(dòng)較大;其次,產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)手段缺乏,造成某些硬質(zhì)牌號(hào)的炭黑的一些測(cè)試項(xiàng)目根本達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。例如自動(dòng)吸油計(jì)的使用并不廣泛,很多企業(yè)仍然停留在手工吸油的測(cè)試方法階段。在國(guó)外,早在20世紀(jì)70年代就已淘汰了手工吸油的測(cè)試方法。此外,國(guó)內(nèi)輪胎企業(yè)對(duì)于炭黑測(cè)試項(xiàng)目的缺乏也是造成這種現(xiàn)象的原因之一,很多輪胎廠的入廠檢驗(yàn)僅僅只是檢測(cè)炭黑的吸典、吸油、加熱減量、灰分、手工篩余物測(cè)量(新國(guó)標(biāo)已淘汰)、物性測(cè)試等六、七個(gè)項(xiàng)目。這就增加了一些炭黑廠家對(duì)于炭黑質(zhì)量檢測(cè)的錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí):認(rèn)為沒必要加大對(duì)炭黑質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備以及相應(yīng)培訓(xùn)的投入,同時(shí)對(duì)于炭黑企業(yè)和橡膠企業(yè)共用的炭黑標(biāo)樣也重視不夠。大的輪胎企業(yè)往往使用國(guó)外的標(biāo)樣,如6#或7#標(biāo)樣。而國(guó)內(nèi)的炭黑企業(yè)往往使用國(guó)產(chǎn)的的3#標(biāo)樣,這樣對(duì)于化驗(yàn)設(shè)備的校核就會(huì)產(chǎn)生差異。這些廠家往往更愿意進(jìn)行價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)而不是質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng),他們的產(chǎn)品也大多集中在N220、N339、N330、N660等幾個(gè)較容易生產(chǎn)的牌號(hào)中。
綜上所述,目前國(guó)內(nèi)炭黑企業(yè)主要的差距就在于企業(yè)軟件水平的低下。而要想改變目前的環(huán)境,國(guó)內(nèi)的炭黑企業(yè)必須加大對(duì)自身軟件的投入,否則很難縮小與國(guó)外炭黑企業(yè)的差距。同時(shí),國(guó)內(nèi)的輪胎企業(yè)也應(yīng)增加對(duì)炭黑入廠檢驗(yàn)的測(cè)試項(xiàng)目,只有這樣也才能保證和提高輪胎產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高。目前國(guó)外輪胎企業(yè)要求ASTM或ISO標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定目標(biāo)值的客戶的數(shù)量正在減少。原因之一是大多數(shù)公司,特別是與輪胎生產(chǎn)有關(guān)的公司,標(biāo)準(zhǔn)膠料的配方與它們所使用的膠料的配方?jīng)]有關(guān)系。輪胎公司常常用它們自己的膠料配方來評(píng)價(jià)炭黑。也許將來這些客戶會(huì)給出基于它們自己的膠料配方測(cè)試的炭黑的性質(zhì)的結(jié)果。