Disperze plniv a reologie polymerů

Ing. Jakub KADLČÁK

Doctoral thesis

Filler Dispersion and Rheology of Polymers

Abstract:

Tato monografie pojednává o problematice chování sazí v kaučukových směsích a aspektech, které chování sazí ovlivňují. První část monografie je věnována teoretickému pozadí doktorské práce. Nejprve je zde poskytnut stručný úvod ke složení kaučukových směsí a jsou diskutovány nejdůležitější suroviny. Jednou z nich jsou saze. Potom je důkladně probrána výroba, vlastnosti sazí a jejich role a chování v kaučukové směsi. Mimoto jsou představeny metody pro hodnocení vlastností sazí a speciální pozornost je věnována hodnocení struktury sazí. Dále je zde řešena problematika disperze sazí stejně jako metody k jejímu hodnocení. Disperze je dána především účinností míchacího procesu. Jsou vysvětleny jednotlivé fáze míchacího procesu a aspekty, které je ovlivňují. Zvláštní pozornost je věnována fázi, která nastává po míchání, kdy distribuované plnivo má tendence působením fyzikálních sil znovu aglomerovat což může vést až k vytvoření plnivové sítě. Tento jev má silný vliv na kvalitu disperze a je proto důležité ho monitorovat. Teoretické shrnutí následuje část věnována experimentální práci. Ta byla rozdělena na tři hlavní oblasti. První oblast pojednává o struktuře sazí a jejím vyhodnocování pomocí mechanického stlačování. Druhá oblast výzkumu řeší hodnocení kvality makrodisperze sazí. Poslední oblast výzkumu, která je nejrozsáhlejší, je věnována chování sazí v kaučukových směsích a procesním a materiálovým parametrům, které tento proces ovlivňují.

Abstract:

This monograph deals with the topic of carbon black behaviour in rubbers and aspects influencing this. The first part of the monograph is dedicated to the state of the art where theoretical background for the doctoral work is reviewed. At first, a brief introduction to rubber compounding is given and the most important ingredients in rubber compounds are described. One of the most important ingredients is carbon black thus its production, properties, its dispersion and general role in rubber compounds are described thoroughly. Methods for the evaluation of carbon black properties are introduced with the special focus on the carbon black structure evaluation. Furthermore, the topic of carbon black dispersion process is reviewed together with methods for the evaluation of filler dispersion quality. The filler dispersion quality is mainly given by the efficiency of mixing process. The mixing process and its stages are explained mentioning aspects influencing each stage. The special focus is given to post-mixing stages when dispersed filler due to ubiquitous physical forces tends to reagglomerate which can result in formation of filler network. This process has strong influence on the filler dispersion quality. Therefore, it is of high importance to monitor this process. The state of the art is followed by the section devoted to the experimental work. The experimental work was divided into three main topics. The first one deals with the carbon black structure examined by mechanical compression. The second topic deals with the evaluation of quality of carbon black macrodispersion. The last topic which is the most extended area of this work is dedicated to the carbon black behaviour in rubbers and its interrelation to the processing and the material aspects.

Keywords

Ztužení, Flokulace, Plnivo, Disperze, Saze, Kaučuk, Dispergrader.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 7. 2014

Accessible from:: 1. 7. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 28. 8. 2014

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Technology of Macromolecular Compounds