Application of thermal analysis to carbon black-elastomer systems

Abstract

In this study a relationship between the surface and textural properties of carbon blacks and the gasification process induced thermally in air is noted. A temperature jump method was used to follow the gasification in air and to establish the relevant Arrhenius parameters. This can be associated with the activity of ‘basal’ plane carbon atoms as well as ‘edge’ carbon atoms at the surface. This is based on a model of carbon black structure consisting of the irregular packing of small graphite carbon structures. The carbon black surface was measured using a single measurement of adsorption based essentially on the BET volumetric method. The carbon black surface had a rate of oxidation per unit are which clearly indicated that the lower area carbon blacks had a predominately active area of ‘edge’ atoms at the surface while the surface of the higher area carbon blacks had a predominate amount of ‘basal’ plane graphite carbon atoms.

Zusammenfassung

Es wird eine Beziehung zwischen den Oberflächen- und Texturmerkmalen von Ruß und den in Luft thermisch induzierten Vergasungsvorgängen hergestellt. Unter Anwendung der Temperatursprung-Methode wurde die Vergasung in Luft verfolgt, um die relevanten Arrhenius'schen Parameter zu ermitteln. Dies kann mit der Aktivität der “basalen” Ebenematome sowie der “Kanten” atome in Verbindung gebracht werden. Dies basiert auf einem Modell der Ru\struktur, bestehend aus einer unregelmäßigen Packung von kleinen Graphit- Strukturen. Die Rußoberfläche wurde mit einer Adsoptions-Einzelmessung vermessen, die im wesentlichen auf der volummetrischen BET Methode basiert. Die Rußoberfläche besaß eine Oxidationsgeschwindigkeit pro Flächeneinheit, die eindeutig zeigt, daß Ruß mit geringerer Fläche an der Oberfläche ein vorwiegend aktives Gebiet von “Kanten” atomen besitzt, während die Oberfläche von Ruß mit größerer Fläche eine vorwiegende Menge von “basalen” Graphitebenen-Atome besitzt.