カーボンブラック carbon black
カーボンブラックは、ゴムの補強性充てん剤、導電性付与剤として使用されますが、20世紀の初めにゴムの補強剤として発見されて以来、今日までカーボンブラックに匹敵、あるいは超える補強剤はまだ発見されておらず、ゴム製品といえば黒をイメージするほど、ゴム産業の発展を支える最も重要な材料です。
カーボンブラックは、ガスやオイルを熱分解(サーマル法)、あるいは不完全燃焼(ファーネス法、コンタクト法)して得られる微粉末(微細な球状粒子の集合体)ですが、限りなく純粋に近い炭素材料で、石炭や木材を燃焼させて発生する単純な炭素(すす)とは異なる物質です。現在、ゴム用のカーボンブラックのほとんどはオイルファーネス法によって生産されています。90%以上の炭素と、残りの水素と酸素は官能基として存在しており、炭素粒子の表面と官能基がゴムのポリマー鎖と結合したり、物理的な相互作用によって架橋(加硫)ゴムの物性を大幅に向上させます。カーボンブラックの配合量を増加させると、ゴムの硬度が上がるだけでなく、耐摩耗性、引張り強さ、引き裂き強さなども増加します。
これら補強性や導電性などの機能を発揮させるための重要な因子は、カーボンブラックの大きさ(粒子径、比表面積)、粒子の形(ストラクチャー)、粒子の表面の化学的特性(水素含有量、酸素含有量)があげられます。これらの違いによって様々な種類のカーボンブラックがあります。
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