INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les propriétés rhéologiques de composites comprenant du caoutchouc naturel RSS3 et une charge (mélange de silice et de noir de carbone selon un rapport 10:1) ont été mesurées par le procédé RPA décrit précédemment. Le module de stockage dynamique (G') à une contrainte de 0,1 % et 200 % a été enregistré. La différence de Payne est calculée par G'(0,1 %) - G’(200 %).
La valeur de la différence Payne de la présente invention est normalisée par rapport à la valeur de différence de Payne de l'équivalent mélangé à sec, qui est un composite ayant le même type de charge (par exemple, noir de carbone, silice, etc.), le même niveau charge de charge, le même type de polymère, et la même formulation de composé (Sec 51). C'est ce qui est nommé l'indice de différence de Payne (Payne Diff Index). Une valeur d'indice supérieure à 100 indique que le composite a une valeur de différence de Payne inférieure à un composite mélangé à sec de composition similaire. Le Payne Diff Index est calculé par l'équation suivante :
Indice Diff Payne = 100 + 100 * [1- (Diff Payne de l’exemple)/(Diff Payne de Réf)]
où « Réf » est l'équivalent mélangé à sec.
La différence de Payne est une mesure de l'état du réseau de charge dans l'élastomère. Une différence de Payne plus faible indique un réseau de particules de charge bien mieux distribué et bien moins connecté. Des données sur la différence de Payne et l'indice sont présentées dans le tableau 114.
Echantillon Tableau G'(0,1 %) (kPa) G'(200 %) (kPa) Rapport de Payne Différence de Payne (kPa) Indice de différence de Payne Sec 51 Tableau 100 1939 123 15,7 1816 100 Ex. 145 Tableau 100 1305 133 9,8 1172 135 Ex. 146 Tableau 100 1242 129 9,6 1113 139 Ex. 151 Tableau 100 1256 110 11,4 1145 137 Ex. 164 SG2 Tableau 102 846 94 9,0 752 159 Ex. 166 SG2 Tableau 102 795 89 8,9 706 161 Ex. 163 SG2 Tableau 102 946 79 11,9 867 152 Ex. 165 SG2 Tableau 102 763 90 8,4 672 163 Ex. 167 SG2 Tableau 102 811 92 8,8 720 160 Ex 169-1 SG2 Tableau 104 791 84 9,4 707 161 Ex 169-2 SG2 Tableau 104 760 85 8,9 675 163
Exemple XXIII : processus à stades multiples caoutchouc naturel/silice-noir de carbone
Les exemples suivants illustrent la préparation de composites comprenant du caoutchouc naturel et une charge humide comprenant un mélange de silice et de noir de carbone selon un rapport10:1, ainsi que les vulcanisats correspondants. La silice utilisée était de la silice précipitée ZEOSIL® Z1165 MP de Solvay USA Inc., Cranbury, NJ. Le noir de carbone utilisé était le noir de carbone IRB-9, ASTM N330. Le mélange de charge a été humidifié selon le procédé décrit dans l'exemple XXII, ayant pour résultat des teneurs en humidité dans la plage de 48 % à 51 %. Ce mélange de charge a été combiné au caoutchouc naturel (RSS3) dans lequel la teneur moyenne en humidité a été utilisée pour calculer le niveau de charge de la charge de composite final ciblé de 46 phr ou 51 phr. L'agent de couplage au silane était l’agent de couplage au silane Si-69 (« Si69 » ; Evonik Industries), qui a été ajouté avec la première partie de silice.
La silice humide a été mélangée avec du caoutchouc naturel dans le mélangeur BB-16 (16,2 L, rotor 4WN, pression de piston plongeur = 112 bars) en utilisant le protocole du tableau 101 (16 L Z), ou le mélangeur BB-72 (66,2 L) équipé d’un rotor 4WN selon le protocole du tableau 75 (66 L ZZ) à une pression de piston plongeur de 155 bars. Le mélange résultant a été transféré dans une extrudeuse à évacuation à deux vis TSR-125 équipée de couteaux fixes pour un traitement ultérieur. Le stade de mélange a été réalisé sur le mélangeur tangentiel BB-16 de Kobelco équipé de rotors 6WI (capacité de 14,4 L) en utilisant le protocole de mélange du tableau 71 (16 L Y). Le mélange résultant a été transféré dans une autre extrudeuse à évacuation à deux vis équipée d'une matrice à cylindres, pour une conversion en forme de feuille. La période de temps entre les lots du premier et du second stade était limitée à moins de 3 heures. La perte de rendement de charge était inférieure à 10 %, comme le démontrent les mesures TGA.
TPM de mélangeur Description de protocole de mélange 16 L Z Tpm1 Ajouter Caoutchouc au mélangeur Tpm1 Mastiquer Caoutchouc jusqu’après 120 s ou dès 110°C 60 Ajouter 1/2 charge et silane Tpm2 Mélanger jusqu’après 120 s ou dès 130°C 60 Ajouter 1/4 de charge Tpm2 Mélanger jusqu’après 120 s ou dès 130°C 60 Ajouter 1/4 de charge et mélanger pendant 20 s Tpm3 Mélanger jusqu’à température d’ajout de 6PPD = température de déversement cible -5°C (11016 discontinu était une exception @ 145°C) Tpm3 Ajouter 6PPD & tous produits chimiques restants Tpm3 Mélanger jusqu’à température de déversement cible
Des conditions supplémentaires sont décrites dans le tableau 102 et le tableau 103, ainsi que des propriétés de composite. Sauf indication contraire, des smalls ont été ajoutés au moment de la composition.
Echantillon Protocole de mélange Cible(phr) Humidité de composite (%) FF % Temp. TCU. (°C) Temps de mélange (s) Tpm 1 Tpm 2 Tpm 3 Vitesse de pointe (m/s) Temp. de déversement (°C) Temp. de sonde (°C) SE (kJ/kg) Efficacité énergétique % Débit de libération de liquid moyen (kg/kg,min) Puissance spécifique moyenne (kW/kg) Ex. 161 SG1 16L Z 46 2,68 66 75 281 60 75 85 1,03 145,1 136,8 1599 40,2 0,060 5,7 Ex. 161 SG2 16L Y 46 0,32 35 50 321 35 35-60 NA NA 135,4 139,2 1068 3,3 Ex. 162 SG1 16L Z 46 1,52 66 75 259 60 75 95 1,15 150,1 143,7 1611 41,9 0,069 6,2 Ex. 162 SG2 16L Y 46 1,22 35 50 417 35 35-60 NA NA 133,3 141,1 540 1,3 Ex. 163 SG1 16L Z 51 6,01 66 60 492 60 75 75 0,93 142,6 132 2013 29,9 0,030 4,1 Ex. 163 SG2 16L Y 51 1,14 35 50 372 35 35-60 NA NA 132,7 138 1328 3,6 Ex. 164 SG1 16L Z 51 1,61 66 90 380 60 75 85 1,03 155 154 1797 40,3 0,048 4,7 Ex. 164 SG2 16L Y 51 0,58 35 50 267 35 35-56 NA NA 134,8 140 937 3,5 Ex. 165 SG1 16L Z 51 1,52 66 75 364 60 75 75 0,93 155,1 154,2 1966 37,0 0,051 5,4 Ex. 165 SG2 16L Y 51 0,76 35 50 231 35 35-60 NA NA 136,2 146 819 3,5 Ex. 166 SG1 16L Z 51 1,36 66 90 245 60 75 95 1,15 160,1 159 1661 44,0 0,079 6,8 Ex. 166 SG2 16L Y 51 0,63 35 50 251 35 35-55 NA NA 135,1 139 881 3,5 Ex. 167 SG1 16L Z 51 1,88 66 75 380 60 75 75 0,93 150 149,2 1880 38,2 0,048 4,9 Ex. 167 SG2 16L Y 51 0,68 35 50 212 35 35-60 NA NA 137,2 142,6 726 3,4 Note : la température d’ajout de 6PPD était 5°C sous la température de déversement dans SG1, avec l’exception de Ex. 163, pour lequel la 6PPD a été ajoutée à 145°C.
Echantillon Protocole de mélange (phr) Humidité de composite (%) FF % Temp TCU (°C) Temps de mélange (sec) Tpm 1 Tpm 2 Tpm 3 Vitesse de pointe (m/s) Temp. de déversement (°C) Temp. de sonde (°C) SE (kJ/kg) Efficacité énergétique % Débit de liberation de liquid moyen (kg/kg,min) Puissance spécifique moyenne (kW/kg) Ex. 168 SG1 66L ZZ 51 12,62 66 60 856 50 50 50 0,93 138,2 114 2353 16,8 0,011 2,7 Ex. 168-1 SG2 16L Y 51 4,24 35 50 660 35 35-70 NA NA 121 119 2117 3,2 Ex. 168-2 SG2 16L Y 51 2,07 35 50 601 35 35-80 NA NA 130 126 2172 3,6 Ex. 168-3 SG2 16L Y 51 1,39 35 50 651 35 35-80 NA NA 139 140 2414 3,7 Ex. 168-4 SG2 16L Y 51 1,3 35 50 664 35 35-80 NA NA 134 135 2390 3,6 Ex. 169 SG1 66L ZZ 51 2,29 66 60 808 50 50 50-70* 0,93-1,30 155 132 2522 28,0 0,021 3,1 Ex. 169-1 SG2 16L Y 51 0,98 35 50 189 35 35-68 NA NA 138 141 664 3,5 Ex. 169-2 SG2 16L Y 51 1,39 35 50 350 35 35-60 NA NA 135 135 1179 3,4 Note : la température d’ajout de 6PPD était de 145°C pour lot Ex. 168 SG1 et de 155°C pour Ex. 169 SG1.
*Vitesse de mélangeur augmentée de 50 à 60 tpm 2 :00 minutes après dernier ajout de charge. Puis elle a été augmentée à 70 tpm après ajout de 6PPD à température de lot indiquée de 150°C.
Des propriétés de vulcanisat sont indiquées dans le tableau 104.
Echantillon M300 (MPa) M300 /M100 Tan δ Max Ex. 161 SG2 18,1 4,9 0,074 Ex. 162 SG2 17,3 5,1 0,068 Ex. 163 SG2 17,9 5 0,087 Ex. 164 SG2 17,5 4,9 0,093 Ex. 165 SG2 17,5 5,3 0,064 Ex. 166 SG2 15,6 5 0,079 Ex. 167 SG2 17,5 5,2 0,093 Ex. 168-1 SG2 16,2 4,7 0,113 Ex. 168-2 SG2 16,8 5,2 0,099 Ex. 168-3 SG2 16,8 4,9 0,112 Ex. 168-4 SG2 17,4 5,5 0,076 Ex. 169-1 SG2 16,8 5,3 0,1 Ex. 169-2 SG2 17,2 5,3 0,079
Il peut être observé que par comparaison à des charges comparables de mélange à sec, le composite réalisé à partir d’une charge de silice-noir de carbone humide a produit des vulcanisats ayant des valeurs tan δ réduites et un rapport de contraintes de traction augmenté. Le composite du stade 1 avec une humidité de 2 % à 13 % peut être utilisé dans le stade 2. Des températures de sonde préférées au stade 2 étaient inférieures à 140°C. Typiquement, une teneur plus élevée en humidité de stade 1 permet de mettre plus d'énergie dans le mélangeur de second stade, ce qui a pour résultat des valeurs de tan δ réduites et un rapport de contraintes de traction accru, en accord avec les observations du procédé à stade unique.
Exemple XXIV : caoutchouc de styrène-butadiène/silice-noir de carbone
Les exemples suivants décrivent la préparation de composites comprenant une solution de caoutchouc de styrène-butadiène (s-SBR) et une charge humide comprenant un mélange de silice et de noir de carbone selon un rapport 10:1, ainsi que de vulcanisats correspondants. Ces exemples ont été comparés à des échantillons de mélange sec. La charge humide a été préparée comme décrit dans l'exemple XXII, et la charge sèche était le mélange avant l’humidification. Les types de s-SBR suivants ont été utilisés : BUNA® VSL 4525-0 S-SBR, Lanxess, Allemagne (« 4525 ») ; SL553R SSBR, JSR Corporation (« SL553R ») ; SL563R SSBR, JSR Corporation (« SL563R »). La charge était de 56 phr. L'agent de couplage au silane était l’agent de couplage silane Si-69 (« Si69 » ; Evonik Industries), qui a été ajouté avec la première partie de silice.
Tous les composites ont été préparés selon l'un des protocoles suivants décrit dans le tableau 105 (A à D). Des conditions supplémentaires sont décrites dans le tableau 106, ainsi que des propriétés de composite. Sauf indication contraire, des smalls ont été ajoutés au moment de la composition.
Tableau 105A pression de piston plongeur = 6,6 bars Tableau 105B pression de piston plongeur = 2,8 bars Tableau 105C pression de piston plongeur = 6,6 bars Tableau 105D pression de piston plongeur = 2,8 bars Temps (s) Temps (s) ou Température Temps ou Température Temps ou température 0 Ajouter polymère 0 s Ajouter polymère 0 s Ajouter polymère 0 s Ajouter polymère 30 Ajouter 3/4 de charge 30 s Ajouter 2/3 de charge 110°C Ajouter 1/2 charge 30 s Ajouter 3/4 de charge 60 Ajouter 1/4 de charge 90 s Ajouter 1/3 de charge 120 s or 130°C Ajouter 1/4 de charge 150 s or 125°C Ajouter 1/4 de charge 130°C Ajouter 1/4 de charge 90 Ajouter 6PPD uniquement, ou smalls lorsqu’indiqué 180 s Ajouter smalls ; balayer 154°C Ajouter 6PPD uniquement, ou smalls lorsqu’indiqué 150°C Ajouter 6PPD 240 s balayer 155°C Balayer var Déversement 160°C Déverser var Déverser 160°C Déverser
Echantillon H 2 O dans charge Caoutchouc Protocole de mélange Tableau 105 FF% Temp. TCU (°C) Temps de mélange (s) Temp. de déversement (°C) Vitesse de rotor (tpm) Vitesse de pointe (m/s) Humidité de composite % Efficacité énergétique % Débit de libération de liquide moyen (kg/kg*min) Énergie spécifique kJ/kg Sec 52 1 6 4525 Tableau 105A 72 50 237 141 50 0,60 0,6 -- -- 725 Sec 53 6 4525 Tableau 105A 72 50 128 160 50 0,60 0,5 -- -- 716 Ex. 170 20 4525 Tableau 105C 70 50 592 160 50 0,62 0,9 11,9 0,008 1652 Ex. 171 30 4525 Tableau 105C 70 50 587 160 55 0,68 3,4 18,3 0,012 1565 Ex. 172 50 4525 Tableau 105C 70 50 1188 165 70 0,87 2,0 19,1 0,017 4354 Ex. 173 50 4525 Tableau 105C 72 75 1038 165 100 1,24 1,9 19,5 0,019 4273 Ex. 174 50 4525 Tableau 105C 70 90 606 160 45 0,56 2,4 37,5 0,033 2173 Ex. 175 1 50 4525 Tableau 105C 70 90 601 160 45 0,56 0,5 37,7 0,034 2226 Ex. 176 20 4525 Tableau 105C 70 65 456 165 50 0,62 1,7 15,6 0,010 1117 Ex. 177 30 4525 Tableau 105C 70 60 415 165 60 0,74 2,0 25,0 0,020 1292 Sec 54 6 SL553R Tableau 105B 70 80 262 160 80 0,43 1,7 -- -- 1209 Ex. 178 50 SL553R Tableau 105D 66 90 1234 150 105 0,56 8,8 15,1 0,011 3622 Sec 55 6 SL563R Tableau 105B 70 80 258 160 80 0,43 1,4 -- -- 1116 Ex. 179 50 SL563R Tableau 105D 66 90 888 143 105 0,56 11,4 21,0 0,013 2208 1 smalls ajoutés
le vulcanisat a des propriétés de résistivité et de dispersion satisfaisant l'équation (3)
[ln(R) – 3,8] / [0,28 * δ] ≥ 0,0004 * ν + 0,9 (3)
R est une résistivité en ohm par centimètre ;
δ = (6000·[0,806·φ -1/3 β -1/3 – 1] / ρ S ) x β 1 , 43
φ = fraction volumique de noir de carbone dans le composite,
S = surface spécifique BET du noir de carbone en m 2 /g,
ρ = densité de noir de carbone, supposée être de 1,8 g/cm 3 ,
β = φeff/φ,
φeff est la fraction volumique effective de noir de carbone en prenant en compte du caoutchouc obturé calculé à partir de : φeff = φ[1+(0,0181*COAN)]/1,59, dans laquelle le COAN est le nombre d’absorption d’huile comprimée du noir de carbone tel que déterminé par ASTM D3493 ; et
ν ≥ 65, où ν est le nombre de particules/mm2 ayant un diamètre équivalent en surface d’au moins 4 µm, tel que déterminé par microscopie optique en mode transmission de sections à microtomes.
En ce qui concerne le vulcanisat, un ou plusieurs quelconques des modes de réalisation suivants peuvent s'appliquer : la charge comprend du noir de carbone en une quantité d'au moins 90 % en poids par rapport au poids total de la charge ; l'élastomère comprend en outre au moins un caoutchouc sélectionné parmi du caoutchouc de polybutadiène et du caoutchouc de styrène-butadiène ; le noir de carbone a un STSA dans la plage de 60 m 2 /g à 210 m 2 /g ; le noir de carbone a un STSA dans la plage de 60 m²/g à 190 m²/g ; le noir de carbone a un COAN d’au moins 75 ml/100 g ; le vulcanisat a un niveau de charge de noir de carbone de 60 phr ou moins ; la charge comporte en outre de la silice ; le vulcanisat a un rapport de contrainte de traction M300/M100 d'au moins 5,9, d'au moins 6, d'au moins 6,1 ou d’au moins 6,2, où M100 et M300 font référence à la contrainte de traction à un allongement de 100 % et 300 %, respectivement ; le vulcanisat a un tan δ maximum (60°C) de pas plus de 0,22 (par exemple, pas plus de 0, 21, pas plus de 0,2, pas plus de 0,19 ou pas plus de 0,18) ; le vulcanisat a un indice de résistivité d'au moins 105 ; le vulcanisat a une valeur tan δ qui est inférieure à une valeur tan δ d'un vulcanisat préparé à partir d'un composite de mélange sec ayant la même composition (« équivalent de mélange sec ») ; le vulcanisat a un rapport de contraintes de traction M300/M100 qui est supérieur à un rapport de contraintes de traction d'un vulcanisat préparé à partir d'un composite de mélange sec ayant la même composition, où M100 et M300 font référence à la contrainte de traction à un allongement de 100 % et 300 %, respectivement.
En ce qui concerne le vulcanisat préparé à partir d'un composite, dans lequel le procédé de préparation du composite comprend des premier et deuxième mélangeurs, le vulcanisat peut avoir une valeur tan δ qui est inférieure à une valeur tan δ d'un vulcanisat préparé à partir du mélange évacué à l'étape (c) ; le vulcanisat a un rapport de contraintes de traction, M300/M100, qui est supérieur à un rapport de contraintes de traction d'un vulcanisat préparé à partir du mélange évacué à l'étape (b), où M100 et M300 font référence à la contrainte de traction à un allongement de 100 % et 300 %, respectivement.
Un autre aspect est un article comprenant un quelconque des vulcanisats décrits ici ; l'article peut être sélectionné parmi des bandes de roulement de pneumatique, une sous-chape, des gommes intérieures, des flancs, des inserts de flancs, une peau de câble et une gomme de coussin pour pneus rechapés ; l'article peut être sélectionné parmi des flexibles, des garnitures, des doublures, des joints d’étanchéité, des joints, des articles anti-vibration, des chenilles, des patins de chenilles pour l'équipement de véhicule à chenilles, des supports de moteur, des stabilisateurs sismiques, des cribles d'équipement minier, des garnitures d'équipement minier, des courroies de convoyeur, des chemises de goulotte, des chemises de pompe à suspension, des roues de pompe à suspension, des sièges de soupape, des corps de soupape, des moyeux de piston, des tiges de piston, des piston plongeurs, des roues pour mélanger des suspensions et des roues de pompe à suspension, des doublures de broyeur, des cyclones et hydrocyclones, des joints de dilatation, des garnitures pour pompes de dragage et des pompes de moteur hors-bord pour équipement marin, des joints d'arbre pour la marine et des arbres d'hélice.
Un autre aspect est un procédé de préparation d’un composite dans une opération de fabrication intégrée, comprenant les étapes consistant à : (a) fabriquer une charge dans une installation de fabrication de charge, par un processus dans lequel un produit final qui est une charge humide comprend une charge et un liquide présent en une quantité d'au moins 20 % en poids sur la base du poids total de la charge humide ; (b) transporter ladite charge humide jusqu'au moins un mélangeur ; (c) charger ledit au moins un mélangeur avec au moins un élastomère solide et ladite charge humide ; dans lequel le au moins un mélangeur comporte un moyen de commande de température ; (d) dans une ou plusieurs étapes de mélange, mélanger le au moins un élastomère solide et la charge humide pour former un mélange, et dans au moins une desdites étapes de mélange, effectuer ledit mélange à des températures de mélangeur commandées par au moins un moyen de commande de température, et éliminer au moins une partie du liquide à partir du mélange par évaporation ; et (e) évacuer, à partir du au moins un mélangeur, le composite comprenant la charge dispersée dans l'élastomère à un niveau de charge d'au moins 20 phr avec une perte de rendement de charge de pas plus de 10 %, dans lequel le composite a une teneur en liquide de pas plus de 10 % en poids sur une base de poids total dudit composite.
Echantillon Type de BR Tan δ Max M100 (MPa) M300 (MPa) M300 / M100 Sec 46 CB22 0,162 3,7 16,9 4,6 Ex. 117 CB22 0,156 2,7 14,3 5,3 Ex. 118 CB22 0,16 3,1 16,0 5,3 Ex. 119 CB22 0,153 2,7 14,8 5,4 Ex. 120 CB22 0,143 3,1 15,6 5,1 Ex. 121 CB22EZ 0,153 2,9 15,6 5,4 Ex. 122 Nipol 1250H 0,157 2,9 15,9 5,6
Par comparaison à Sec 46, le composite fabriqué à partir d'une charge de noir de carbone humide, que ce soit par un procédé à stade unique ou à deux stades, a produit des vulcanisats ayant des valeurs de tan δ réduites et un rapport de contraintes de traction accru.
Exemple XVIII : caoutchouc naturel : butadiène (80:20)/noir de carbone
Cet exemple décrit la préparation de composites et de vulcanisats comprenant un mélange 80/20 de caoutchouc naturel (RSS3) et de caoutchouc de butadiène avec des charges de noir de carbone pour cibler un niveau de charge cible 51 phr ou 46 phr. Le noir de carbone utilisé était le noir de carbone VULCAN® 10HD. Du noir de carbone humide a été préparé par le procédé de réhumidification de l'exemple I (noir de carbone réhumidifié), en obtenant une teneur en humidité de 57 %. Le caoutchouc de butadiène utilisé était du caoutchouc de butadiène Buna® CB 22, Lanxess, Allemagne.
Le caoutchouc naturel, le caoutchouc butadiène et le noir de carbone ont été chargés séparément dans un mélangeur BB-16. Le mélange a été effectué selon le protocole du tableau 78 (16 L Q pour le noir de carbone non humide, et 16 L R et 16L S pour le noir de carbone humide). Certains composites ont été soumis à un stade de mélange supplémentaire comme décrit dans l'exemple XIV. Des conditions supplémentaires sont décrites dans le tableau 81 et tableau 82 ainsi que des propriétés de composite. La perte de rendement de charge était < 10 %, comme le démontrent les mesures TGA.
Echantillon phr Protocole de mélange FF% Temp. TCU. (°C) Temps de mélange (s) Temp. de déversement Humidité de composite % Vitesse de rotor (tpm) Vitesse de pointe Efficacité énergétique % Débit de libération de liquide moyen (kg/kg*min) Énergie spécifique kJ/kg Puissance spécifique moyenne (kW/kg) (°C) (m/s) Sec 47 51 16L Q 72 50 149 140 -- 50 0,62 -- -- 751 5,0 Ex. 123 51 16L R 68 90 491 160 4,55 80 0,99 62,9 0,045 1616 3,3 Ex. 124* 51 16L R/ 68 /35 90/50 491 160/ 4,55 80/35-60 0,99/- -- -- 1616 3,3 16L Y /469 122 /0,65 /1371 /- * mélange à deux stades ; toutes les valeurs font référence à un mélange de 1 er stade ou à stade unique à l’exception de valeurs après « / » indiquant des conditions ou résultats de mélange de second stade
Echantillon phr Protocole de mélange FF Temp. TCU. (°C) Temps de mélange (s) Temp. de déversement Humidité de composite (%) Tpm 1 Tpm 2 Tpm 3 Temp. de sonde (°C) Efficacité énergétique % Débit de libération de liquide moyen (kg/kg*min) SE (kJ/kg) Puissance spécifique moyenne (kW/kg) (°C) Sec 48 46 16L Q 72 50 108 142 NA 50 50 50 170 NA NA 647 6,0 Ex. 125* 51 16L S 66 75 538 157 3,01 80 100 100 121 47,0 0,050 2300 4,3 /16L Y /35 /75 410 /125 /0,78 /45 /45-60 NA /134 -- -- /1102 / -- Ex. 126 46 16L S 66 90 553 160 2,59 80 80 80 119 46,4 0,044 2109 3,8 /*16L Y /35 /50 /492 /121 /0,34 /60 /60-90 NA /134 -- -- /1770 / --
*mélange à deux stades ; toutes les valeurs font référence à un mélange de 1 er stade ou de stade unique à l’exception de valeurs après « / » indiquant des conditions ou résultats de mélange de second stade
Les vulcanisats ont fait l’objet d’une composition avec la formulation du tableau 11 selon le procédé du tableau 12, 1,6 l, Composition D (sauf avec une étape de mastication initiale pendant 150 secondes à une température TCU = 50°C et une vitesse de rotor de 80 tr/min pour l'exemple 123). Le composé a été durci selon le procédé du tableau 7, C2.
Des propriétés de vulcanisat sont indiquées dans le tableau 83.
Echantillon Type de BR Tan δ Max M100 (MPa) M300 (MPa) M300 / M100 Sec 47 CB22 0,166 3,7 17,9 4,8 Ex. 123 CB22 0,181 2,8 15,8 5,7 Ex. 124 CB22 0,177 2,9 16,6 5,7 Sec 48 CB22 0,158 3,1 15,4 4,9 Ex. 125 CB22 0,148 3,1 16,8 5,4 Ex. 126 CB22 0,139 2,8 15,3 5,5
Par comparaison à Sec 47 et Sec 48, les composites réalisés à partir d'une charge de noir de carbone humide ont donné des vulcanisats ayant un rapport de contraintes de traction accru et/ou un tan δ réduit.
Exemple XIX : caoutchouc naturel:caoutchouc de styrène-butadiène:caoutchouc de butadiène (60:20:20)/noir de carbone
Cet exemple décrit la préparation de composites et de vulcanisats comprenant un mélange 60/60/20 de caoutchouc naturel (RSS3), de caoutchouc de butadiène, et de caoutchouc de s-styrène-butadiène avec des charges de noir de carbone pour cibler un niveau de charge de 51 phr. Le noir de carbone utilisé était le noir de carbone VULCAN® 10HD. Du noir de carbone humide a été préparé par le procédé de réhumidification de l'exemple I (noir de carbone réhumidifié), en obtenant une teneur en humidité de 57 %. Le caoutchouc de butadiène utilisé était le caoutchouc de butadiène Buna® CB 22 (« CB22 ») ou Zeon-Nipol® 1250H BR, Zeon Europe GmBH, Allemagne (« 1250H »), et le s-SBR utilisé était le BUNA® VSL 4525-0 S-SBR, Lanxess, Allemagne (« 4525 »). La perte de rendement de charge était inférieure à 10 %, comme le démontrent les mesures TGA.
Le caoutchouc naturel, le caoutchouc de butadiène, le s-SBR et le noir de carbone ont été chargés séparément dans un mélangeur BB-16. Le mélange a été effectué selon le protocole du tableau 78 (16 L Q pour du noir de carbone non humide, et 16 L R ou 16 L S pour du noir de carbone humide). Certains composites ont été soumis à un stade de mélange supplémentaire comme décrit dans l'exemple XIV, sauf que la température TCU de second stade est indiquée dans le tableau 84. Des conditions supplémentaires sont décrites dans le tableau 84 ainsi que des propriétés de composite.
Echantillon Type de BR Protocole de mélange FF% Temp. TCU(°C) Temps de mélange (s) Temp. de déversement Vitesse de rotor (tpm) Vitesse de pointe Humidité de composite % Efficacité énergétique % Débit de libération de liquide moyen (kg/kg*min) Énergie spécifique kJ/kg Puissance spécifique moyenne (kW/kg) (°C) (m/s) Sec 49 CB22 16L Q 72 50 115 141 50 0,62 -- -- -- 595 5,,2 Ex. 127 CB22 16L R 68 90 530 160 80 0,99 5,21 64,2 0,046 1551 2,9 Ex. 128 1250H 16L R 68 90 485 160 80 0,99 6,04 70,2 0,050 1385 2,9 Ex. 129 CB22 16L R 68/35 90 530 160 80 0,99 5,21 64,2 0,046 1551 2,9 /16L Y /50 /431 /122 /35-60 /1,17 /- /- /1210 /- Ex. 1301 1250H 16L S/ 16L Y 66/35 90/ 75 407 /488 157 /125 80 /35-60 0,99 5,92 /2,76 59,0 /- 0,045 /- 1739 /898 4,3 /-