Quá trình trộn cao su với than đen trải qua các giai đoạn khác nhau: cán nghiền cao su, kết hợp, phân tán và phân bố đều than đen vào cao su (chi tiết xem thêm Quá trình trộn than đen với cao su (phần 1)). Đặc tính nhớt đàn hồi của cao su được sử dụng để giải thích và lựa chọn trạng thái phù hợp nhất của cao su để thêm than đen vào. Tuy nhiên, nó không thể giải thích và mô tả toàn bộ quá trình trộn than đen. Một cách tiếp cận khác là mô tả các trạng thái ban đầu, trạng thái sau cùng và các trạng thái trung gian của quá trình trộn. Ngoài tính nhớt đàn hồi, một tính chất quan trọng khác được thêm vào là kích thước khối hạt cao su và than đen.
Giả thiết chỉ một loại cao su và than đen được sử dụng. Trạng thái ban đầu của quá trình trộn rất dễ mô tả: cao su và than đen tách biệt lẫn nhau. Trạng thái sau cùng được mô tả dựa trên hình thái của hỗn hợp cao su đã được trộn đều than đen. Dựa vào những ảnh chụp hiển vi, người ta quan sát được cao su hình thành các vùng nhỏ được bao quanh bởi than đen. Kích thước các vùng này xấp xỉ 1 mm, mỗi vùng gồm các hạt cao su nhỏ hơn có kích thước xấp xỉ 0.1 mm.
Các trạng thái trung gian trong quá trình trộn rất phức tạp. Ta lần lượt xem xét sự thay đổi trạng thái của khối cao su và than đen trong quá trình trộn. Khối cao su khi cho vào máy trộn có kích thước vài cm hoặc lớn hơn. Trong quá trình trộn, khối cao su bị xé, gãy vỡ thành các khối có kích thước khoảng 0.1 mm. Bề mặt mới của khối cao su ngay lập tức gắn với bề mặt của của than đen và các khối cao su khác. Trong khi đó, các hạt than đen ban đầu có kích thước hơi nhỏ hơn 1mm. Tại giai đoạn ban đầu của quá trình trộn, than đen gãy vỡ, kết tụ thành các khối có kích thước từ 10 – 100 mm. Sau đó, các hạt than đen nhỏ bắt đầu rời khỏi các khối kết tụ để khi quá trình trộn kết thúc, kích thước hạt từ 10 – 100 nm (nhỏ hơn nhiều kích thước các hạt cao su, vì thế mà các hạt cao su được bao phủ xung quanh bằng than đen). Lúc này, cùng với quá trình phân tán, quá trình phân bố đều than đen trong cao su cũng xảy ra. Khi các khối kết tụ than đen biến mất, quá trình trộn hoàn thành và thành phần của cao su được xem là đồng nhất.
Tóm tắt từ tài liệu The Science and Practice of Rubber Mixing, Nobuyuki Nakajima, Smithers Rapra Press, 2000, trang 35 - 39
(vtp-vlab-caosuviet)
