Le noir de carbone blanc est un additif inorganique blanc aux propriétés de renforcement spécifiques. Il peut remplacer le noir de carbone traditionnel pour renforcer les matériaux en caoutchouc lors de la fabrication de produits, notamment les caoutchoucs blancs, clairs ou colorés. Son utilisation dans la production de pneus tout-terrain, de pneus engins de chantier, de pneus radiaux, etc., permet d'améliorer les performances globales des pneumatiques et d'accroître leur kilométrage. Quels sont donc les rôles précis du noir de carbone blanc dans les pneumatiques et à quoi faut-il faire attention lors de son utilisation ?
1. Le rôle du noir de carbone blanc dans les pneumatiques
L'ajout de noir de carbone blanc à la fabrication des pneumatiques permet de réduire la résistance au roulement, la consommation de carburant et d'améliorer significativement l'adhérence et la sécurité. Des études ont montré que le remplacement du noir de carbone par du noir de carbone blanc réduit efficacement l'effet Paine du caoutchouc, ainsi que la tangente de l'angle de perte (tan) à haute température (δ), améliorant ainsi la résistance au roulement. L'utilisation d'une gomme composée exclusivement de noir de carbone blanc permet de réduire la résistance au roulement de 20 % et le temps de réponse du pneu d'environ 50 %, ce qui représente une économie de carburant de plus de 3 %.
L'ajout de noir de carbone blanc à la formule de la bande de roulement améliore considérablement les différentes propriétés du pneu, notamment l'équilibre entre la résistance à l'usure, l'adhérence sur sol mouillé et la résistance au roulement.
2. Utilisation insuffisante de noir de carbone blanc dans les pneumatiques
Lorsqu'il est utilisé pour renforcer les pneumatiques, le noir de carbone blanc présente une faible affinité avec le caoutchouc en raison de sa petite surface de contact. Il a tendance à s'agglomérer, ce qui nuit à sa dispersion lors du mélange. Lors de la vulcanisation, il provoque un retard de vulcanisation et peut réagir avec d'autres composants. Le noir de carbone blanc est également susceptible d'adsorber d'autres agents de coordination, ce qui nuit à sa dispersion. De plus, il se déshydrate facilement et forme des groupements oxyde de silicium, ce qui nuit à la liaison. Enfin, le durcissement structural entraîne une augmentation de la viscosité au stockage. Par conséquent, les fabricants de pneumatiques doivent prendre certaines mesures pour optimiser l'utilisation du noir de carbone blanc.
3. Méthodes pour améliorer l'effet de l'ajout de noir de carbone blanc aux pneumatiques
En production, l'utilisation de modificateurs permet d'ajuster l'effet d'ajout du noir de carbone blanc dans les pneumatiques. Les agents de couplage, et plus particulièrement les silanes, sont les plus couramment utilisés. Le groupe siloxy des silanes réagit avec les substances inorganiques, tandis que le groupe fonctionnel organique réagit ou est compatible avec les substances organiques. Lorsque l'agent de couplage silane se trouve à l'interface entre les substances inorganiques et organiques, une couche de liaison se forme entre la matrice organique et la matrice inorganique.
L'ajout d'une quantité appropriée d'agent de couplage silane à la formule du pneu renforcée à la silice peut véritablement former une liaison solide entre l'élastomère et les molécules de silice, améliorant ainsi l'allongement à la rupture et la résistance à la déchirure, et permettant d'obtenir des performances d'hystérésis plus faibles.
En production, les fabricants de pneumatiques peuvent également utiliser du noir de carbone blanc hautement dispersé. Ce dernier améliore non seulement l'adhérence sur sol mouillé et la faible résistance au roulement des pneumatiques, mais aussi la résistance à l'usure et la facilité de mise en œuvre du caoutchouc. De nombreux procédés de fabrication de pneumatiques utilisent actuellement du caoutchouc recyclé. J'ai le plaisir de vous présenter quelques conseils concernant l'utilisation du noir de carbone blanc dans les pneumatiques contenant du caoutchouc recyclé.