Noir de carbone dans le caoutchouc : propriétés, applications et principales nuances (N110, N220, N330, N550, N660)
Le noir de carbone est une fine poudre noire composée principalement de carbone élémentaire sous forme de particules finement divisées. Produit par combustion incomplète ou décomposition thermique d'hydrocarbures dans des conditions contrôlées, le noir de carbone est largement utilisé comme charge renforçante dans les produits en caoutchouc, notamment dans la fabrication de pneus. Les performances de ces produits sont fortement influencées.
noir de carbone Le noir de carbone est une fine poudre noire composée principalement de carbone élémentaire sous forme de particules finement divisées. Produit par combustion incomplète ou décomposition thermique d'hydrocarbures dans des conditions contrôlées, le noir de carbone est largement utilisé comme charge renforçante dans les produits en caoutchouc, notamment pour la fabrication de pneus. Les performances des produits en caoutchouc dépendent fortement de la qualité et des caractéristiques du noir de carbone utilisé.
Cet article présente les principales propriétés de différentes qualités de noir de carbone et se concentre sur les types couramment utilisés dans les applications de caoutchouc : N110, N220, N330, N550 et N660.
1. Principales propriétés du noir de carbone
Les qualités de noir de carbone se distinguent principalement par leurs propriétés telles que la surface spécifique, la structure, l'absorption d'huile et les performances des composés de caoutchouc. Ces paramètres influencent la mise en œuvre, le renforcement, l'élasticité, la conductivité et la résistance à l'usure. Vous trouverez ci-dessous un tableau comparatif récapitulatif des qualités de noir de carbone couramment utilisées dans le caoutchouc.
Indice de qualité du noir de carbone
Ces valeurs reflètent les caractéristiques de surface et le potentiel de renforcement de chaque nuance. Des surfaces plus importantes (comme pour le N110) signifient généralement un renforcement plus important, mais aussi des difficultés de mise en œuvre plus importantes.
2. Application et performance des principaux noirs de carbone de qualité caoutchouc
Pour guider la formulation des composés et la conception des produits, il est essentiel de comprendre les performances et l’application de chaque qualité de noir de carbone.
Comparaison détaillée des principales qualités de noir de carbone du caoutchouc
| Grade | Application | Utilisation et effet |
|---|---|---|
| N110 | Principalement utilisé pour les pneus tout-terrain, les bandes de roulement de pneus robustes, les patins en caoutchouc de pont, les bandes transporteuses et autres produits en caoutchouc nécessitant une excellente résistance à l'usure. | Le N110 est l'un des noirs de carbone de caoutchouc présentant la plus fine granulométrie, offrant un renforcement élevé et une bonne résistance à l'usure. Cependant, ses faibles performances de mise en œuvre (consommation d'énergie élevée lors du mélange, dispersion difficile, calandrage et extrusion médiocres) limitent ses applications. Il est souvent utilisé en association avec le N220 et le N330. |
| N220 | Utilisé dans les bandes de roulement des pneus de voitures lourdes et de tourisme, ainsi que dans les produits en caoutchouc à haute résistance et à haute résistance à l'usure comme les bandes transporteuses robustes et les pièces en caoutchouc industrielles. | Adapté à divers caoutchoucs. Comparés au N330, les composés de caoutchouc N220 offrent une meilleure résistance à l'usure (10%–20%), une résistance à la traction et à la déchirure supérieure, ainsi qu'une certaine conductivité. Cependant, leur échauffement et leur dureté sont plus élevés. |
| N330 | Appliqué aux bandes de roulement des pneus de tourisme et de camion, aux revêtements de bandes transporteuses, aux tuyaux et à d'autres produits en caoutchouc industriels nécessitant une résistance élevée à l'abrasion. | Offre un renforcement, une résistance à l'usure et une résistance à la fissuration similaires à ceux du N220. Il présente également de bonnes performances d'extrusion, particulièrement adaptées aux mélanges SBR/BR. Cependant, les composés de bande de roulement contenant du N330 présentent une résistance au roulement relativement supérieure à celle de la série N300, ce qui doit être pris en compte lors de la formulation. |
| N550 | Utilisé dans les nappes de carcasse de pneus, les flancs, les chambres à air, ainsi que dans les matériaux composés d'extrusion et de calandrage. | Convient aux caoutchoucs naturels et synthétiques. Il se disperse facilement et offre une bonne rigidité, une vitesse d'extrusion rapide, un faible gonflement à la filière et une surface lisse. Les vulcanisats présentent de bonnes propriétés de conductivité thermique et à haute température. Ils présentent également d'excellentes propriétés de renforcement, d'élasticité et de résilience. Utilisé dans les chambres à air en caoutchouc butyle, il est souvent associé au N660. |
| N660 | Utilisé dans les nappes de carcasse de pneus, les chambres à air, les pneus de vélo, les tuyaux, les courroies, les câbles, les chaussures, les produits calandrés, les produits moulés, etc. | Convient à tous les types de caoutchouc. Comparé au noir de four semi-renforçant, le N660 présente une structure plus élevée et des particules plus fines. Il se disperse facilement et confère aux vulcanisats une résistance à la traction, une résistance à la déchirure et un module supérieurs, tout en conservant une faible déformation, une faible accumulation de chaleur et une bonne élasticité et résistance à la flexion. Cependant, son allongement est relativement faible. |
3. Sélection du noir de carbone adapté aux applications en caoutchouc
Le choix du noir de carbone approprié dépend de l'équilibre recherché entre renforcement, aptitude à la mise en œuvre, résistance au roulement et coût. Par exemple :
- N110 est idéal pour renforcement maximal mais c'est plus difficile à traiter.
- N220 offres haute résistance à l'usure et solidité avec une meilleure aptitude au traitement.
- N330 soldes performances et coût pour pneus à usage général.
- N550 et N660 sont meilleurs pour flexibilité, extrusion et composés de parois latérales.
Conclusion
Le noir de carbone joue un rôle essentiel dans la performance des produits en caoutchouc. Chaque grade possède des caractéristiques mécaniques et de mise en œuvre distinctes qui influencent les propriétés finales du composé. Comprendre Indice de qualité du noir de carbone à côté de la performances des applications de chaque grade permet aux formulateurs et aux fabricants d'optimiser les composés de caoutchouc en fonction de leurs besoins spécifiques.
