Peranan karbon hitam dalam tayar

Karbon hitam adalah bahan mentah utama dalam produk tayar, menyumbang kira-kira 30 peratus daripada penggunaannya, menduduki tempat kedua selepas polimer. Kerana karbon hitam boleh meningkatkan sifat fizikal getah, ia adalah agen pengukuhan yang paling penting untuk produk tayar, terutamanya untuk sistem yang kebanyakannya terdiri daripada getah sintetik. Tanpa tetulang, kekuatannya sendiri tidak mempunyai nilai praktikal. Kesan tetulang getah boleh ditakrifkan sebagai penambahbaikan hayat perkhidmatan produk getah, secara amnya melalui pengukuhan modulus, kekerasan, rintangan haus, dan aspek elastomer yang lain. Bagi tayar automotif, aspek yang paling bermakna ialah perkaitan antara tetulang dan haus getah.
Karbon hitam mempunyai kapasiti penjerapan yang kuat, dan interaksinya dengan getah hidrokarbon adalah fizikal dan tidak melibatkan tindak balas kimia. Sebab asas bagi getah bertetulang karbon hitam adalah lekatan molekul elastomer pada permukaan karbon hitam, kerana zarah karbon hitam mempunyai mikropori. Apabila saiz mikropori sangat kecil, menjadikannya mustahil untuk molekul elastomer masuk, kawasan yang terkandung dalam liang tidak mempunyai sebarang kesan ke atas tetulang; Pengukuhan tidak boleh dicapai apabila molekul elastik terlalu besar untuk memasuki lompang struktur kekal. Pembentukan gel karbon hitam adalah prasyarat untuk tetulang. Gel karbon hitam ini ialah rangkaian elastomer hitam karbon tak terhingga. Dalam keadaan berkaca di bawah suhu peralihan kaca, gel karbon hitam tidak wujud, dan kesan tetulang hilang. Oleh itu, tetulang getah oleh pengisi adalah terhad kepada keadaan getah elastomer. Apabila elastomer berada dalam keadaan kaca, pengisi mempunyai sedikit atau tiada kesan tetulang. Dalam gel karbon hitam, pautan silang rangkaian ikatan disebabkan oleh pengisi, dan interaksi antara zarah penguat dan elastomer dan kekuatan ikatan adalah kunci kepada tetulang.
Karbon hitam ialah bahan koloid yang terdiri daripada unsur karbon, dan saiz, morfologi, dan aktiviti permukaan agregat menentukan sifat pengukuhannya. Agregat hitam karbon disinter dengan kukuh bersama, dan tidak boleh dipisahkan oleh proses biasa semasa pemprosesan getah. Apabila mengukur kesan pengukuhan karbon hitam pada getah, luas permukaan tertentu, struktur dan aktiviti permukaan adalah penunjuk penting. Selain itu, parameter penting seperti komponen karbon (seperti kok), komponen bukan karbon (seperti abu dan lembapan), dan tahap serakan dalam karbon hitam juga perlu dipertimbangkan.