Page 124 - 《橡塑技术与装备》2025年3期
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橡塑技术与装备
            HINA R&P  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT






                              用碳化大豆壳替代胎侧炭黑



                                                        章羽 编译
                                         ( 全国橡塑机械信息中心， 北京  100143）

                     摘要： 本文探讨了碳化大豆壳（CSH）作为炭黑替代品在轮胎胎侧配方中的应用。研究发现， CSH 可成功替代 25% 的 N550 炭黑，
                  显著提高拉伸性能和模量，同时降低胶料比重，减轻轮胎重量，提高燃油经济性。尽管 CSH 的分散性较差且抗撕裂性能略有降低，
                  但通过改进研磨工艺和碳化温度，有望成为炭黑的可持续替代品，提升橡胶制品的可持续性和经济性。
                     关键词 ： 碳化大豆壳（CSH）；炭黑替代品 ；轮胎胎侧配方 ；可持续性 ；燃油经济性
                     中图分类号 ： TQ330.381                                   文章编号 ： 1009-797X(2025)03-0074-06
                     文献标识码 ： B                                      DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.03.017







                 炭黑是橡胶加工的主要填料，因为它具有优异的                         讨，发现在不添加任何油的开炼机混炼的普通 NR 配
             补强性，比重低于大多数矿物填料，并且由于表面活                           方 中，CSH 可成功替代 25% 的 N550。本文评估了
             性高而具有优异的分散性。炭黑顾名思义是一种从碳                           CSH 作为 700 系列炭黑的部分替代品在示范胎侧配方
             氢化合物石油燃烧中提取的工业产品，由于原料来自                           中的应用。
             石油，炭黑的价格与石油成本挂钩，这导致了近年来
             的市场波动。炭黑被认为是一种致癌物质，因为它的                           1 实验
             表面含有多芳烃 (PAH)。炭黑的生产会造成氮氧化物                            将 大豆 壳 用 高速 磨 碎机 磨 碎， 然后 在 真 空条 件
             和硫氧化物形式的空气污染，其允许排放量受到美国                           下， 使 用 金 属 夹 具 在 350  ℃ 的 氮 气 环 境 中 热 解 三 小
             环保署的管制。鉴于炭黑行业面临的诸多挑战，许多                           时。冷却后，再次研磨 CSH，并在甲苯中漂洗一小
             制造商都在寻找具有类似加固性和易用性的可持续填                           时以去除残留油脂，然后过滤并干燥 72  h。对 CSH
             料替代品。                                             进行了炭黑特性、DBP 吸 收（ASTMD2414）、pH
                 大豆皮是大豆收获后剩下的植物下脚料，通常被                         值（ASTMD1512）、炭黑分型（ASTMD3849）、
             丢弃到垃圾填埋场或用作低成本动物饲料的填充物。                           密 度（ASTMD297）、改良筛残留物和氮吸附
             因此，在工业应用中使用大豆皮不会像其他可持续选                          （ASTMD6556）测试。将试品混入示范胎侧配方
             择那样影响人类的食物供应。它还能阻止大豆壳被填                           中， 并 与 N774 进 行 对 比， 评 估 其 MDR 流 变 性 能
             埋，因为大豆壳在分解过程中会产生甲烷 ；它还能为                         （ASTMD5289）、未老化物理性能（ASTMD412）、硬
             大豆种植者提供额外收入。2023 年 6 月，炭黑的成本                      度性能（ASTMD2240）、比重（ASTMD792）、粒度
             为每吨 1,960 美元，而豆壳的成本为每吨 165 美元。                    仪（ASTMD7723）和撕裂模 C（ASTMD624）。
                 对追求可持续原材料最感兴趣的公司是那些面向                         1.1 实验 1 ：讨论与结果
             普通消费者销售的公司，如汽车和轮胎公司、制鞋公                               大豆壳颗粒、磨碎的大豆壳和碳化后的 CSH 的图
             司、体育用品制造商以及屋顶和地板公司。面向普通                           片见图 1-6。在碳化和漂洗过程中，大豆壳的质量减
             消费者销售的公司希望增加可持续或可回收成分，从                           少了 60%。对 CSH 进行了 ASTMD2414DBP 吸收测试，
             而在竞争中占据优势，因为许多人都在寻找减少化石
             燃料对环境影响的方法。这些公司正在寻找替代合成                              作者简介 ：章羽（1991-），男，本科，主要从事橡塑技术
                                                               装备方面的研究，已发表论文多篇。
             原材料的可持续或可回收材料，以提高市场竞争力。
                                                                  原 文： RUBBER WORLD No.4/2024, by Nicole Hershberger,
                 研究人员对碳化大豆壳（CSH）的概念进行了探                        Akron Rubber Development Laboratory.


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