Mặc
dù than đen chủ yếu gồm carbon, chúng cũng chứa một lượng nhỏ các nhóm chức bề
mặt gồm hydro và oxy kết hợp hóa học với nhau. Các nhóm chức này gồm carboxyl,
phenol, quinone, lactone và hydrogen. Thành phần các nhóm chức bề mặt được kiểm
soát bởi các thông số sản xuất than đen như nhiệt độ lò đốt, loại nhiên liệu đốt,
vận tốc lưu lượng nhiên liệu, kiểu phun, thời gian lưu, vị trí làm nguội và vận
tốc lưu lượng nguyên liệu.
Các
nhóm chức đóng vai trò quan trọng trong tương tác của than đen với polymer. Sự
hấp phụ vật lý – hóa học của polymer trên bề mặt than đen, sự hấp phụ vật lý là
quan trọng hơn, dẫn đến sự cố định một phần các chuỗi polymer. Lớp polymer liên
kết này bao quanh than đen có khả năng chuyển động hạn chế. Phần cao su gần bề
mặt than đen nhất được xem là giống thủy tinh. Sự giảm sút khả năng chuyển động
của polymer liên kết tạo nên trạng thái phục hồi tốt và gia cường cho hỗn hợp
cao su.
Các
nhóm chức trên bề mặt than đen chứa oxy tạo nên pH thấp, khi được phối trộn vào
hỗn hợp cao su làm chậm đáng kể vận tốc kết mạng. Vì vậy, nước được sử dụng
trong quá trình làm nguội và kết hạt than đen lò đốt có tính kiềm, làm giảm tác
động này.
Các
chất khác được tìm thấy trên than đen với lượng nhỏ như lưu huỳnh, tro và ẩm. Ở
thời điểm sản xuất, hàm lượng ẩm phải dưới 0.5 %. Khi tồn trữ, than đen thô và
than đen mịn có thể hấp phụ ẩm lần lượt tới mức 1% và 3%, cần có biện pháp sấy
khô than đen khi cần thiết.
Tham khảo từ tài liệu
Rubber Technologist’s Handbook, Sadhan
K. De và Jim R. White, Smithers
Rapra Technology, 2001, trang 137
(vtp-vlab-caosuviet)
