表面活性 Pyrolytic Carbon Black:一种用于天然复合材料的双功能可持续填充剂

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 退役轮胎 (ELT) 在全球面临重大环境和健康挑战.
• 回收ELT和减少轮胎行业碳排放是迫切需要关注的问题.

研究的目的:

• 开发一种简单的方法来增强来自ELT的火解碳黑 (P-CB) 和使用基离子液 (PIL) 的天然 (NR) 之间的界面相互作用.
• 研究PIL激活的P-CB作为NR复合材料中常规碳黑 (N330-CB) 的部分替代品的增强作用.

主要方法:

• 使用基于的离子液 (PIL) 来修改从废旧轮胎 (ELT) 中获得的溶性碳黑 (P-CB).
• 将PIL激活的P-CB纳入天然 (NR) 矩阵中,使用不同的PIL和P-CB负载.
• 评估了填料分散,交联动力学和动态机械性能,包括损失触点 (tanδ) 和玻璃过渡温度 (Tg).

主要成果:

• 添加PIL改善了NR复合材料中的填充剂分散和交叉链接动力学.
• 使用1.5 phr PIL和1 phr ZnO,用P-CB取代N330-CB的一半的复合物表现出增强的动力机械性能.
• 实现了最小的损失触角值 (在60°C时tanδ=0.0689) 和改善了玻璃过渡温度 (Tg=-38°C).

结论:

• 开发的战略提供了一个协同方法,使用PIL激活的P-CB用于"绿色轮胎技术".
• 这种方法显著提高了复合材料的性能,同时减少了对传统碳黑和有毒氧化的依赖.
• 减少tanδ表明可能减少燃料消耗和二氧化碳排放.