DE10253399A1

DE10253399A1 - Carbon-Black-Zusammensetzungen und ihre Anwendungen

Info

Publication number: DE10253399A1
Application number: DE10253399A
Authority: DE
Inventors: Nicolas Probst; Eusebiu Grivei; Philippe Minet; Etienne Fockedey; André VAN LIERDE
Original assignee: Eramet and Comilog Chemicals SA
Current assignee: Imerys Graphite and Carbon Switzerland SA
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-05-27
Also published as: AU2003283406A1; EA200500825A1; EP1567602A2; WO2004046257A2; ES2291709T3; EP1567602B1; ATE370201T1; KR20060028381A; PT1567602E; WO2004046257A3; EP1852474A2; EP1852474A3; DE60315701T2; CA2506189A1; US20060116443A1; DE60315701D1; JP2006513120A

Abstract

Eine Carbon-Black-Zusammensetzung von mit Nickel, Eisen, Kobalt oder Yttrium beschichteten Carbon-Blacks, Mischungen derartig metalldotierter Carbon-Blacks mit thermoplastischem Material oder Gummi genauso wie Anwendungen des Metall-beschichteten Carbon-Blacks werden offenbart. Das Material weist ferromagnetische Eigenschaften auf und ermöglicht Anwendungen in Materialien, die durch magnetische und/oder elektrische und/oder elektromagnetische Felder beeinflusst werden. Die andere Anwendung ist der Einsatz in Carbon-Black-Reaktoren als Katalysator oder Kern für eine neue Erzeugung von Nanostrukturen von Carbon-Black, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Carbon-Black-Zusammensetzungen bzw. Ruß-Zusammensetzungen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf Verfahren, um derartige Carbon-Black-Zusammensetzungen herzustellen. Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung besteht in Mischungen von Carbon-Black-Zusammensetzungen mit verschiedenen Polymeren. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Verwendung der Carbon-Black-Zusammensetzungen dieser Erfindung in einer Vielzahl von Anwendungen.
Carbon-Black wurde für Brennstoffzellenanwendungen mit Platin beschichtet. Es wird verwiesen auf die US-Patente 4 447 506, 4 137 373, 5 759 944. Teilweise offenbaren diese Druckschriften die gleichzeitige Verwendung von Platin-Nickel-Legierungen genauso wie Platin-Nickel-Gold-Legierungen in Verbindung mit Carbon-Black für katalytische Anwendung in der Brennstoffzelle.
Nickel wird eingesetzt, um die Kristallgitterdimensionen des Platins zu modifizieren, siehe z.B. US-Patent 5 759 944, Spalte 4, Zeile 51.
In vielen Anwendungen wird fein verteiltes Metall eingesetzt. Carbon-Black ist ein bekanntes, inertes Material, das als Pigment, Verstärkungsmaterial für Gummi und Füllstoff in Polymeren eingesetzt wird. Zusätzlich wird Carbon-Black als Kohlenstoffquelle in Prozessoren für die Erzeugung anderer Kohlenstoffmateria lien, einschließlich Nanometer-Kohlenstoff, wie Kohlenstoffnanoröhren, eingesetzt.
Erfindungsgemäß werden neue Carbon-Black-Metallzusammensetzungen bzw. mit Metall beschichtetes Carbon-Black bereitgestellt. Diese neuen Carbon-Black-Zusammensetzungen (bzw Ruß-Zusammensetzungen) haben eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, die in zwei Gruppen eingeteilt werden können, nämlich

a. Anwendungen, in denen die metallischen und/oder magnetischen Eigenschaften der Metallbeschichtung des Carbon-Black genutzt werden;
b. Anwendungen, in denen das beschichtete Carbon-Black als Quelle für das Metall in einer Reaktion dient.

Der Begriff beschichtet ist nicht auf eine ununterbrochene Beschichtung beschränkt zu verstehen; er bezieht sich eher auf jede Verbindung der Metallkomponente mit dem Carbon-Black.
Das erfindungsgemäß gelöste Problem ist im weitesten Sinne einen Träger für Metall bereitzustellen, das entweder in Polymermatrizen, um eine Modifikation der Polymereigenschaften zu liefern, oder in Reaktionsumgebungen, in denen die Metalle als reaktionsstimulierende Kerne oder Keime oder katalytische Teilchen wirken, eingeführt werden soll.
Dieses Problem wird in seiner allgemeinsten Form gelöst durch die beanspruchten Carbon-Black-Zusammensetzungen. Bevorzugte weitere Ausführungsformen sind ebenso in den abhängigen Ansprüchen wie den auf die Verwendungen und Mischungen der Carbon-Black-Zusammensetzungen bezogenen Ansprüche enthal ten. Weiterhin stellen die beanspruchten Verfahren zur Herstellung der Carbon-Black-Zusammensetzung eine Ausführungsform der Erfindung dar.
Eine erste Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Carbon-Black-Zusammensetzung, im wesentlichen bestehend aus Carbon-Black und einer Metallkomponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus

a. Ni, Fe, Co (Nickel, Eisen, Kobalt)
b. Y (Yttrium), Cu (Kupfer), Ir (Iridium). Optional können diese Metalle in Kombination mit einem oder mehreren weiteren Metallen eingesetzt werden, speziell mit einem oder mehreren der Metalle unter a., insbesondere Y und Ni.

Die Carbon-Black-Zusammensetzung dieser Erfindung gemäß dieser Ausführungsform kann auch dadurch gekennzeichnet werden, dass sie Carbon-Black und die aufgelistete Metallkomponente umfasst, mit der Maßgabe, dass im Falle, dass die Metallkomponente Nickel, Eisen oder Kobalt darstellt, die Metallkomponente im wesentlichen ohne Platin vorliegt, bevorzugt beträchtlich weniger als 1 Gew.% und insbesondere weniger als 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Metallkomponente als 100 Gew.-%, Platin enthält.
In einer Ausführungsform umfasst die Erfindung mit ferromagnetischem Material dotiertes Carbon-Black. Das bevorzugte ferromagnetische Material sind ferromagnetische Kristalle eines oder mehrerer der Metalle Ni, Co, Fe.
Die oben unter a. aufgelistete Metallkomponente ist eine, die der Carbon-Black-Zusammensetzung ferromagnetische Eigenschaften verleiht. Die ferromagnetischen Eigenschaften der Carbon-Black-Zusammensetzung und von Mischungen, die diese Carbon-Black-Zusammensetzung enthalten, können durch ASTM A341/A34/M-00 bestimmt werden.
Die bevorzugte Carbon-Black-Zusammensetzung enthält mehr als 1 Gew.-% der Metallkomponente. Insbesondere wird diese dadurch gekennzeichnet, dass sie mehr als 5, ganz besonders bevorzugt 30 bis 85 Gew.-%, der Metallkomponente in der Zusammensetzung enthält, worin 100 Gew.-% auf das Carbon-Black und die Metallkomponente zusammen bezogen sind.
Die Metallkomponente in der bevorzugten Ausführungsform besteht aus über 90, insbesondere über 99, Gew.-% Nickel, Eisen und/oder Kobalt. Die Yttriumbeschichtete Carbon-Black-Zusammensetzung, enthaltend Yttrium und/oder Kupfer und/oder Iridium, ist eine weitere alternative Ausführungsform dieser Erfindung.
Das Carbon-Black und die Metallkomponente sind gebunden, wobei die Bindungsart noch nicht endgültig aufgeklärt ist. Die Bindung ist jedoch mechanisch stark genug, um eine wesentliche Trennung von Carbon-Black und der Metallkomponente während der regelmäßigen Anwendungen, z.B. in einem Mischer (Innenmischer oder kontinuierlich, wie in der Gummi- und Kunststoff-Industrie verwendet) oder einem Verdichter oder anderen mechanischen Mischvorrichtungen oder während einer Ultraschall-Dispersion zu verhindern.
Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Carbon-Black-Zusammensetzung dieser Erfindung. Gemäß der ersten Ausführungsform dieses Verfahrens umfasst das Verfahren

a. Imprägnieren von Carbon-Black mit einer Verbindung (oder Verbindungen) der oben erwähnten Metallzusammensetzung und
b. Trocknen der Carbon-Black/Metall-Zusammensetzung und Reduzieren der Metallverbindung(en). Die Trocknungs- und Reduzierungsschritte werden bevorzugt zunächst durch Trocknen und danach Reduzieren durchgeführt.

Der Reduzierungsschritt wird durch in Kontakt bringen des imprägnierten Carbon-Blacks mit einem Reduzierungsmittel, insbesondere Wasserstoff, bei erhöhter Temperatur durchgeführt. Andere Reduzierungsmittel können ebenfalls eingesetzt werden. Beispiele für derartige andere Reduzierungsmittel sind Hydrazin oder Natriumhypophosphit.
Die Imprägnierung kann erfindungsgemäß entweder durch Kontaktieren des Carbon-Blacks in einer wässerigen Aufschlämmung mit einer Metallverbindung oder mit Metallverbindungen, die in der Aufschlämmungsflüssigkeit vorliegen, durchgeführt werden. Beispiele für derartige Metallverbindungen für das Metall Nickel sind
Eine erhöhte Löslichkeit erlaubt es, ausreichend Nickel auf der Carbon-Black-Struktur abzuscheiden. In diesem Sinne sind die Nickelverbindungen mit hoher Löslichkeit die bevorzugten für den Imprägnierungsschritt dieses Typs. Das Trocknungsverfahren (spin flash, Infrarot, Lösungsmittelentfernung) ermöglicht die Kontrolle der Morphologie des Niederschlags. Die Nickelverbindungen müssen unter Bedingungen zu metallischem Nickel reduzierbar sein, die die Carbon-Black-Struktur nicht signifikant ändern.
Entsprechend einer noch weiter spezifizierten Ausführungsform dieser Erfindung wird die Imprägnierung durch eine Niederschlagstechnik durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform wird das Carbon-Black bevorzugt in einer Aufschlämmung mit einer Nickelverbindung kontaktiert, die sich jedoch auf dem Carbon-Black nicht hinreichend abscheidet, sondern einen Abscheidungsschritt erfordert. Entsprechend dieses Schritts wird die Aufschlämmung mit einer Verbindung kontaktiert, die eine Umwandlung der Nickelverbindung in eine andere Nickelverbindung bewirkt, die nicht länger löslich ist und sich als solche auf den aufgeschlämmten Carbon-Black-Teilchen abscheidet.
Beispiele für diese Vorgehensweise umfassen erfindungsgemäß die nachfolgenden:
Nickelverbindungen, die für dieses Verfahren eingesetzt werden können umfassen
Nickelchlorid,
Nickelcarbonat,
Nickelacetat,
Nickelsulfat.
Fällungsmittel, die für dieses Verfahren eingesetzt werden können, umfassen
Ammoniak,
Natriumcarbonat,
Kaliumhydroxid,
Harnstoff,
Natriumhydroxid.
Andere Metallverbindungen, die zur Bildung von Metallverbindungskristallen auf der Carbon-Black-Oberfläche verwendbar wären, sind:
Kobaltacetat, Nickelacetat, Yttriumacetat, Kobaltnitrat.
Die imprägnierten Carbon-Black-Teilchen müssen ebenfalls getrocknet werden und müssen entsprechend der bevorzugten Ausführungsform derart gewaschen werden, dass alle störenden Bestandteile entfernt werden. Als solche können beispielsweise Natriumchlorid genauso wie Alkalimetallionen oder Halogenidionen entfernt werden.
Die dritte Möglichkeit, die hier als vom allgemeinen Begriff Imprägnierung erfasst angesehen wird, besteht in einer Kristallisation. Bei diesem Verfahren lässt man Metallverbindungen, wie Nickelverbindungen, aus einer Lösung, in der Carbon-Black-Teilchen suspendiert sind, auf diese Teilchen kristallisieren. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass ein relativ hoher Metallgehalt erreichbar ist, selbst mit Salzen niedriger Löslichkeit.
Die Kristallisation kann, entsprechend einem bevorzugten Beispiel, im Falle von Nickel unter Verwendung einer Lösung von Nickelacetattetrahydrat durchgeführt werden. Kristalle von Nickelacetat * 4 H₂O sind nach einem thermischen Trocknungsschritt nicht mehr vorhanden.
Die mit der (den) Metallverbindungen) entweder nach dem üblichen Imprägnierungsverfahren oder dem spezifischen Fällungsverfahren oder dem spezifischen Kristallwachstumsverfahren imprägnierten Carbon-Black-Teilchen werden dann einem Reduktionsschritt unterzogen. Nach der bevorzugten Ausführungsform wird diese Reduktion durch Kontaktieren der getrockneten imprägnierten Carbon-Black-Teilchen mit Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen durchgeführt.
Entsprechend noch einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Carbon-Black-Zusammensetzungen dieser Erfindung. In diesem Verfahren werden die Carbon-Black-Teilchen einem oder mehreren stromlosen Plattierungsschritten unterzogen, nachdem das Carbon-Black behandelt wurde, um dessen Oberfläche für stromloses Plattieren tauglich zu ma chen. Insbesondere kann das Carbon-Black einem Implantieren von Saat oder katalytischen Stellen auf dessen Oberfläche unterzogen worden sein. Typische aktive Stellen werden durch folgende Chemikalien erhalten:

– HNO₃, Peroxide, O₂, O₃ und andere starke Oxidanzien;
– SnCl₂, PtCl₄ ₍₆₎.

Typische stromlose Plattierungsbedingungen umfassen als Beispiel Kontaktieren von Lösungen mit den folgenden Bestandteilen, wobei die Einsatztemperaturen angezeigt sind: Verfahren 1
Verfahren 2
0,6 M Ni-Acetat oder NiOH + H₂SO_y in Ethylenglykol, 185–194°C.
Es ist entsprechend eines Aspekts der Erfindung möglich, den Gesamtmetallgehalt der Carbon-Black-Zusammensetzungen durch Auftrennen der Carbon-Black-Zusammensetzung in zwei Fraktionen, die sich durch ihr Verhalten in einem magnetischen Feld unterscheiden, zu konzentrieren. Diese Auftrennung wird bevorzugt durchgeführt, indem man die Teilchen der Carbon-Black-Zusammensetzung durch ein magnetisches Feld hindurchführt, in dem Carbon-Black-Zusammensetzungsteilchen mit verschiedenen Metallkomponenten mit magnetischen Eigenschaften aufgetrennt werden, so dass mindestens zwei verschiedene Fraktionen gewonnen werden können.
Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung bezieht sich auf eine Mischung eines Polymers und der erfindungsgemäßen Carbon-Black-Zusammensetzungen. Jedes Polymer kann eingesetzt werden, z.B. ein Gummi oder ein thermoplastisches Polymer, insbesondere ein Olefinpolymer, noch spezieller ein Ethylen- oder Propylenpolymer oder -Copolymer. Andere thermoplastische Polymere umfassen Polycarbonate, ABS, Polyamide, Polyoxymethylen.
Eine besonders interessante Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Mischungen ist diejenige, die Gummi und die Carbon-Black-Zusammensetzung dieser Erfindung umfasst. In einer derartigen Mischung erfüllt das Carbon-Black seine Verstärkungs- oder Vernetzungsfunktion im Gummi, während gleichzeitig das Metall in den Gummi eingeführt wird und die Eigenschaften des Gummis verändert. Wenn entsprechend noch einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung die Metallzusammensetzung magnetische, insbesondere ferromagnetische Eigenschaften aufweist, können die mechanischen, rheologischen und viskoelastischen Eigenschaften des Gummis in einem magnetischen Feld eingestellt und/oder umgestellt werden.
In diesen Mischungen beträgt der Carbon-Black-Gehalt vorzugsweise 1 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Polymer und das Carbon-Black (ausgenommen den Metallgehalt) als 100 Gew.-%. Der Carbon-Black-Gehalt hängt vom Typ des beschichteten Carbon-Blacks und der Gesamtzusammensetzung des Komposits ab. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der hier definierten und in verschiedenen Anwendungen beanspruchten Carbon-Black-Zusammensetzungen.
In einer ersten Ausführungsform beziehen sich die Anwendungen auf die Verwendung der Carbon-Black-Zusammensetzungen in der heißen Gasphase eines Kohlenstoffkonverterofens. Durch Injizieren dieser Carbon-Black-Zusammensetzungsteilchen in die erwähnte heiße Gasphase ist es möglich, Metall auf einen vollständig kompatiblen Träger, nämlich das Carbon-Black, das auch als eine weitere Kohlenstoffquelle in einem derartigen Reaktor wirkt, sehr fein und in einer sehr kontrollierten Art und Weise einzuführen. Die Carbon-Black-Zusammensetzungen werden insbesondere in einem Nanometerkohlenstoffbildenden Reaktor eingesetzt, speziell in einem, der für die Erzeugung von Nanoröhren eingesetzt wird. Tatsächlich kann die erfindungsgemäße Carbon-Black-Zusammensetzung als einziger Grundstock für die Erzeugung derartiger Nanoröhren eingesetzt werden, indem diese Carbon-Black-Zusammensetzungsteilchen in den Ofen injiziert werden, insbesondere in den Lichtbogen an sich, wo eine Verdampfung auftritt, und aufgrund der Gegenwart des Metalls, bevorzugt Nickel oder Yttrium, zumindest teilweise kondensiert, um nanoröhrenförmiges Kohlenstoffmaterial zu bilden.
Für diese Anwendung ist es bevorzugt, Carbon-Black-Zusammensetzungen einzusetzen, die 0,5 bis 60 Gew.-% Metallkomponente, insbesondere Nickel, Kobalt oder Yttrium, enthalten.
Noch ein weiterer Einsatz der Carbon-Black-Zusammensetzungen dieser Erfindung umfasst die Verwendung der hier beanspruchten Mischungen der Carbon-Black-Zusammensetzung mit Polymeren. Derartige Materialien in Form von Umschaltelementen können einem Umschalten in einem magnetischen Feld, z.B. um ein Ventil zu öffnen oder zu schließen, unterzogen werden. Der letztere Fall kann von besonderem Interesse bei der Technologie von Blutgefäßklappen, insbesondere Herzklappen, sein.
Eine weitere Anwendung der in Mischungen einbezogenen Carbon-Black-Zusammensetzung, insbesondere in Gummi-Mischungen, umfasst das Umschalten der Magnetisierung der Metallkomponenten in einem magnetischen Feld. Durch dieses Verfahren können die rheologischen und viskoelastischen Eigenschaften von z.B. Gummi oder thermoplastischen Polymermaterialien durch einfaches Anwenden oder Umschalten eines magnetischen Felds geändert werden.
Weitere Anwendungen des mit Metall beschichteten Carbon-Blacks und bevorzugte Verwendungen dieses erfindungsgemäß mit Metall dotierten Carbon-Blacks umfasst die folgenden:
Eine EMI-Abschirmung. Insbesondere kann diese EMI-Abschirmung wünschenswert sein und verwendet erfindungsgemäß genauso erfindungsgemäße Produkte, die die folgenden umfassen:

– Abschirmungsboxen. Diese können aus Filmen oder Folien aus Polymer mit dem erfindungsgemäßen mit Metallen beschichteten Carbon-Black hergestellt sein oder dieses enthalten.
– Verpackungsmaterialien, insbesondere zur Verpackung empfindlicher Elektronikmaterialien. Diese Verpackungsmaterialien können umfassen oder im wesentlichen bestehen aus einem Film polymeren Materials mit erfindungsgemäß mittleren beschichteten Carbon-Black.
– Kleber; diese würden wieder das metallbeschichtete Carbon-Black enthalten, um diesen Klebern nicht nur Färbungsvermögen, sondern auch spezifische elektrische und/oder magnetische Eigenschaften zu verleihen.
– Die das metallbeschichtete Carbon-Black dieser Erfindung enthaltenden Fasern sind insbesondere Gewebe, umfassend diese Fasern.
– Aus einem Trägermaterial und dem metallbeschichteten Carbon-Black der Erfindung hergestellte Beschichtungen.

– Dämpfer; Schockabsorber,
– Vibrationskontrolle von Vorrichtungen, insbesondere medizinische Vorrichtungen und Flugkontrollvorrichtungen,
– Vorrichtungen für die seismische Kontrolle von Strukturen,
– intelligente Prothetik,
– magnetische Aufhängungssteuerung, z.B. für Autos, Flugzeuge, Helikopter,
– Sensoren

– Ferromagnetische Gummis und Kunststoffe, d.h. flexible ferromagnetische Materialien,
– Elemente für intelligente Motoren (Herzprothesen)
– magnetische Speicher, Bänder und Beschichtungen.

Vorläufer und Katalysatoren für Kohlenstoffnanostrukturen, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren-Produktionen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale und Einzelheiten dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Beispiele und der Zeichnungen offensichtlich, worin
1 eine Darstellung des Nickelgehalts als eine Funktion der Nickelkonzentration und der Imprägnierungslösung vor der Reduktion zeigt.
2 ein TEM eines Nickel-dotierten Carbon-Black-Teilchens zeigt;
3 ein Röntgenbeugungsspektrum des Carbon-Black nach der Abscheidung von Nickelacetat als Nickel-Vorläufer durch Kristallisation zeigt;
4 ein SEM eines Carbon-Black-Teilchens mit einer ferromagnetischen Nickelbeschichtung zeigt;
5 eine graphische Darstellung der Verdünnung einer Polypropylen-Probe, enthaltend Metall-dotiertes Carbon-Black zeigt.
Die Carbon-Blacks
Für diese Erfindung sind prinzipiell alle Typen von Carbon-Blacks verwendbar, von herkömmlichem Carbon-Black (speziell aus den nachfolgenden Verfahren: MMM-Verfahren, Ofen, Kanal, thermisch, Lampe, Acetylen, Zerstäubung, Plasma), bis zu Black mit Nanopartikelgröße. Graphit-Kohlenstoff kann ebenfalls berücksichtigt werden wie jede Kohlenstoffstruktur. Das als Basismaterial ausgewählte Black, auf das das Metall beschichtet wird, hängt von der Anwendung des Produkts ab. Im Falle der Anwendungen des beschichteten Carbon-Blacks in Gummi ist das eingesetzte Carbon-Black eines, das dem Gummi die gewünschte Verstärkung oder Vernetzung verleiht. Im Falle einer Abschirmung wird das Carbon-Black nach den Kriterien der Optimierung der Abschirmungseigenschaften genauso wie der Verarbeitbarkeit ausgewählt.
Für spezifische Anwendungen, wie den Einsatz des dotierten Carbon-Blacks in Umschaltelementen oder für die Modifizierung rheologischer und viskoelastischer Eigenschaften von Materialien unter dem Einfluss eines magnetischen Felds, wird das Carbon-Black im Hinblick auf diese Anwendung ausgewählt.
Für die verschiedenen Anwendungen sind die folgenden Bereiche für die Carbon-Blacks und deren Eigenschaften derzeit bevorzugt:
Für die nachfolgenden Beispiele wurden zwei kommerziell erhältliche Carbon-Blacks, d.h. ENSACO 250 und ENSACO 350, erhalten von Erachem Comilog, eingesetzt. Diese Carbon-Blacks haben die nachfolgenden Eigenschaften:
Beispiel 1
Carbon-Black-Nickel durch Imprägnierungs-Reduktion
Sowohl ENSACO 250 als auch ENSACO 350 wurden mit Nickel imprägniert. Die Imprägnierung wurde durch Rühren von 60 g Carbon-Black, suspendiert in 600 ml einer Nickellösung, enthaltend Nickel in verschiedenen Konzentrationen, durchgeführt. 10 ml Aceton wurden zu Beginn des Aufschlämmens zugegeben, um die Dispersion zu beschleunigen. Das Aufschlämmen des Carbon-Blacks wurde bei Umgebungstemperatur durchgeführt, wenn die Löslichkeit des eingesetzten Salzes ausreichend war. Um höher konzentrierte Lösungen zu erhalten, wurde eine Arbeitstemperatur von bis zu 80°C eingesetzt. Zum Ende des Aufschlämmens wurden das Carbon-Black und die Imprägnierungslösung durch Filtration unter Verwendung eines Papier- oder Polypropylen-Filters getrennt. Das Carbon-Black wurde in einem Ofen während 15 Stunden bei 100°C getrocknet.
Der Nickelgehalt (vor dem Erzeugungsschritt) des beschichteten Carbon-Blacks ist in 1 gezeigt. Diese Figur zeigt ebenfalls die Menge an in der Imprägnierungslösung eingesetztem Nickel an. In 1 beziehen sich die Werte, dargestellt durch
ein Quadrat auf eine Nickelacetat-Wasserlösung,
ein Diamant auf eine Nickelchlorid-Wasserlösung,
ein Dreieck auf eine Nickelacetat-Ethanollösung,
ein Kreis auf eine Nickelchlorid-Ethanollösung.
Die ausgefüllten Symbole beziehen sich auf ENSACO 250 als Carbon-Black, während sich die nicht ausgefüllten Symbole auf ENSACO 350 beziehen.
Das imprägnierte Carbon-Black wurde getrocknet, so dass eine Carbon-Black-Nickel-Vorläuferzusammensetzung erhalten wurde. Zusätzlich zum Trocknen in einem regulären Ofen kann auch eine Flash-Verdampfung als eines der Mittel zur Abtrennung der Flüssigkeit vom festen Material in Betracht gezogen werden.
In der Aufheizperiode wird die Atmosphäre durch einen Stickstoffstrom inert gehalten.
Die Reduktionen wurden bei einer Temperatur von 500°C bzw. 600°C für Dauern zwischen 2,2 und 41 Stunden durchgeführt. Der Wasserstoffstrom lag zwischen 20 und 40 ml/min.
Das getrocknete Material wurde dann einem Reduktionsschritt unterzogen. Im Prinzip können alle im Stand der Technik bekannten Techniken zum Reduzieren von Nickelverbindungen zu Nickelmetall eingesetzt werden. Derzeit bevorzugt ist eine Reduktion mit Wasserstoff, bevorzugt bei erhöhten Temperaturen; es ist ebenfalls eine Reduktion mit Hydrazin möglich. Der bevorzugte Temperaturbereich für die Wasserstoffreduktion beträgt 300 bis 610°C und für die Hydrazin-Reduktion 40 bis 80°C.
Für die Reduktion sind sowohl Flüssigbett- als auch Festbett-Betriebsweisen möglich.
Die resultierenden dotierten Carbon-Blacks wurden untersucht. Es wurde festgestellt, dass das Nickel gut kristallisiert ist (fast 100%). Die verschiedenen Proben hatten Nickelgehalte zwischen etwa 9 und etwa 50 Gew. %.
Die Morphologie des Nickel-beschichteten Carbon-Blacks ist beispielhaft in 2 gezeigt. Man kann sehen, dass die Nickel-Einzelkristalle gut entwickelt sind. Die Kristallitgrößen für die Nickel-Dotierung reichen zwischen etwa 10 nm und etwa 10 μm. Dies ist ebenfalls der Kristallgrößenbereich für die anderen Metalle entsprechend der bevorzugten Ausführungsform.
Beispiel 2 – Nickelbeschichtung von Carbon-Black unter Verwendung von Kristallisation und Reduktion
In diesem Beispiel wurde das Carbon-Black in der Nickellösung bei einer Temperatur von 80°C unter Verwendung einer Nickelacetatlösung (120 g Nickel als Acetatsalz pro Liter) suspendiert. Für eine höhere Dotierung wurde mehr von der Lösung verwendet. Die Suspension von Carbon-Black in der Nickellösung wird dann nach und nach auf etwa Umgebungstemperaturbedingungen abgekühlt und das Lösungsmittel (Wasser oder Methanol) wird abgedampft. Sobald das Rühren der Suspension nicht länger effizient durchgeführt werden konnte, wurde das Trocknen in einem Ofen bei 100°C beendet.
In dem in 3 gezeigten Röntgenspektrum des erhaltenen Produkts werden im wesentlichen keine Nickelacetattetrahydrat-Kristalle gefunden.
Die Reduktion des beschichteten Carbon-Blacks wird wie in Beispiel 1 beschrieben bei einer Temperatur von 325°C in Wasserstoff durchgeführt. Die SEM-Bilder des Produkts nach Reduktion zeigen die Dotierung des Carbon-Blacks mit einzelnen Nickelkristallen, die manchmal miteinander verbunden sind. Diese Kristalle sind auf der Oberfläche des Carbon-Black angeordnet. Diese Technik erlaubt es, monokristallines Nickel zu erhalten.
Beispiel 3 – Beschichten von Carbon-Black mit Nickel durch Fällung und Reduktion
In diesem Beispiel wurde die Carbon-Black-Suspension in einer Nickellösung einer Fällung durch Zugabe verschiedener Fällungsmittel unterzogen. Die Reduktion des Nickelhydroxids wurde danach bei 600°C in Wasserstoff mit einem Verbrauch von 20 ml/min Wasserstoff unter Verwendung von Wasserstoff in einer Menge von dreimal der stöchiometrisch erforderlichen Menge für die Gesamtreduktion der Nickelverbindung durchgeführt.
a) Fällung mit Natriumhydroxid
Die Fällung des Nickelhydroxids wurde mit verschiedenen Konzentrationen an Natriumhydroxid durchgeführt.
Produkte mit einem Nickelgehalt von etwa 8 bis etwa 70 Gew.-% wurden erhalten, wobei Gew.-% wieder auf das Gesamtgewicht des Carbon-Blacks und des Nickels bezogen sind.
b) Fällung mit Ammoniak
Das Carbon-Black wurde in einer molaren Lösung von Nickelchlorid während 1 Stunde suspendiert. Die Menge an eingesetztem Ammoniak entsprach etwa 2,7 mal der stöchiometrisch erforderlichen Menge. Das Ammoniak wurde in Form einer 25 gew.-%igen Ammoniaklösung eingetragen. Die Aufschwemmung wurde dann auf Reaktionstemperatur gebracht.
Während der Reaktion wurde Wasser derart zugegeben, dass der Verlust durch Verdampfen kompensiert und ein konstantes Volumen der Lösung aufrechterhalten wurde. Das Produkt wird gewaschen und filtriert. Es wurde darauf geachtet, dass das Carbon-Black vor dem Fällungsschritt mit der Lösung vollständig befeuchtet wurde.
In diesen Durchläufen wurde die Nickelverbindung unter Verwendung von Ammoniak gefällt. Sehr feine Granulate von Nickel wurden nach der Reduktion erhalten. Das Ammoniak wurde im allgemeinen in einem molaren Verhältnis von Ammoniak zu Nickel zwischen 1/1 und 6/1 verwendet.
Das resultierende Produkt enthielt einen Niederschlag von etwa 80 Gew.-% des ursprünglich vorhandenen Nickels. Die durchschnittliche Korngröße lag im Bereich von 100 bis 150 nm und der Chlorgehalt bei weniger als 1 Gew. %. Das beschichtete Carbon-Black hatte Nickelgehalte, die von 5,2 bis über 85 Gew.-% variierten.
Die Ergebnisse und einige Durchführungsbedingungen für die Fällung mit Ammoniak sind in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.
c) Fällung mit Harnstoff
In den nächsten Durchläufen wurde Harnstoff eingesetzt, um die Nickelverbindung auf dem Carbon-Black abzuscheiden, wobei das Carbon-Black in einer Lösung des Nickelsalzes wie zuvor suspendiert wurde.
Der Harnstoff wurde in die Suspension von Carbon-Black in der Nickellösung eingeführt, indem eine wässerige Lösung von Harnstoff mit einer Harnstoffkonzentration von 1 bis 3 M verwendet wurde. Die Arbeitsbedingungen für diese Durchläufe unter Verwendung von Harnstoff als Fällungsmittel sind in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.
Die Struktur des Nickel-beschichteten Carbon-Blacks war in diesen Durchläufen vergleichbar mit einem in früheren Durchläufen erhaltenen. Kleine monokristalline Nickelkristalle wurden an die Carbon-Black-Basis gebunden. Die Größe der Kristalle erschien etwas einheitlicher und lag im Bereich von 10 bis 500 Nanometer.
Beispiel 4 – Nickel-Dotierung durch stromlose Plattierungsverfahren

a.) In diesem Beispiel wurde das Carbon-Black (Ensaco 250G) einer Behandlung in einer Nickellösung unter ähnlichen Bedingungen wie für klassisches stromloses Plattieren unterzogen. Die Zusammensetzung der eingesetzten Lösung für diesen Zweck ist in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.
Das Carbon-Black wurde in diesem stromlosen Plattierungsbad bei Raumtemperatur suspendiert. Die derart erhaltene Suspension wurde danach auf 80°C erhitzt. Die Bedingungen wurden ausgewählt, um 10 g Carbon-Black pro Liter Plattierungslösung zu liefern. Am Ende der Umsetzung wird die Suspension filtriert und der Filterkuchen gewaschen. Die spezifischen Bedingungen genauso wie die Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle zusammen mit den Ergebnissen gezeigt.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine hohe Nickel-Dotierung erreicht wird, wann immer man eine Zersetzung des stromlosen Bads erhielt. Dies ist daher ein Verfahren zur Herstellung Nickel-dotierten Carbon-Blacks unter Verwendung eines stromlosen Plattierungsbads und Suspendieren von Carbon-Black darin und danach Bringen dieses Bads auf Zersetzungsbedingungen. Hierdurch sind hohe Nickelgehalte erreichbar. Die Nickel-beschichteten Carbon-Blacks mit diesen stromlosen Plattierungslösungen enthalten etwas Blei, insbesondere bis zu wenigen, bevorzugt weniger als 1 Gew.-%.
b.) Weitere Durchläufe des stromlosen Plattierens wurden unter Verwendung eines Polyolbads durchgeführt. In einem in Öl getauchten Aufnahmegefäß wurden 400 ml Ethylenglykol auf 100°C erhitzt. 66 g Nickelacetat, 6 g Carbon-Black (ENSACO 250G) wurden zugegeben. Die Mischung wurde gerührt und auf eine Temperatur von 190°C erhitzt. Das Reaktor-Aufnahmegefäß wurde mit einem Rückflusskühler versehen, um den Verlust des Lösungsmittels zu reduzieren. Die Umsetzung wurde gestoppt, nachdem die Lösung nach etwa 4 Stunden von einer grünen auf eine maronenbraune Farbe gewechselt hatte. Am Ende der Umsetzung wurde die Suspension filtriert und der Filterkuchen gewaschen. Das Nickeldotierte Carbon-Black wurde erhalten.

Ein SEM eines ein ziemlich großes magnetisches Nickelteilchen enthaltendes Carbon-Black-Teilchen ist in 4 gezeigt. Das Nickelteilchen wurde markiert als "B".
Als Nickelquelle werden Nickelacetat und Nickelhydroxid bevorzugt eingesetzt. Eine bestimmte Menge an Schwefelsäure kann eingesetzt werden, um die Löslichkeit des Nickelhydroxids zu erhöhen.
Beispiel 5 – Durchführungsbeispiele für die Herstellung von dotiertem Carbon-Black für ferromagnetische Anwendungen EMI-Abschirmung und magnetorheologische Materialien

A. Carbon-Black 38%, Nickel 62% erhalten Imprägnierung von NiCl₂ auf Carbon-Black Ensaco 250: – Lösung NiCl₂ + Ensaco 250, Mischen bei Raumtemperatur, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
B. Carbon-Black 35%, Nickel 65%, genauso wie bei A, Imprägnierung bei 70°C – Lösung NiCl₂ + Ensaco 250, Mischen bei 70°C, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
C. Carbon-Black 65%, Nickel 35% Imprägnierung Nickelacetat auf Carbon-Black Ensaco 250 – Lösung Ni-Acetat + Ensaco 250, Mischen bei Raumtemperatur – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 325°C.
D. Carbon-Black 25%, Nickel 75% Kristallisation Nickelacetat auf Carbon-Black Ensaco 250 – Lösung Ni-Acetat + Ensaco 250, Mischen bei 70°C, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 310°C.
E. Carbon-Black 25%, Nickel 75% Fällung NiCl₂ auf Carbon-Black Ensaco 250 mit NaOH – Lösung NiCl₂ + Ensaco 250 in NaOH, Mischen bei Raumtemperatur, – Filtrieren, – Waschen H₂O, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
F. Carbon-Black 30%, Nickel 70% Fällung NiCl₂ auf Carbon-Black Ensaco 250 mit NH₃, – Lösung NiCl₂ + Ensaco 250 in NH₃, Mischen bei 80°C, – Filtrieren, – Waschen H₂O, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
G. Carbon-Black 37%, Nickel 63% Dasselbe wie für F + die Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels – Tween80 für die Fällung (oder N-Cetylpyridin)
H. Carbon-Black 31%, Nickel 69% Dasselbe wie für F + die Addition eines oberflächenaktiven Mittels – N-Cetylpyridin für die Fällung
I. Carbon-Black 15%, Nickel 85% Doppelfällung NiCl₂ auf Carbon-Black Ensaco 250 mit NH₃, – Lösung NiCl₂ + Endprodukt von F in NH₃, Mischen bei 60°C, – Filtrieren, – Waschen H₂O, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
J. Carbon-Black 30%, Nickel 70% Fällung NiSO₄ auf Carbon-Black Ensaco 250 mit Harnstoff, – Lösung NiSO₄ + Carbon-Black Ensaco 250 mit Harnstoff, Mischen bei 80°C, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 950°C.
K. Carbon-Black 15%, Nickel 85% Stromlos Nickelacetat auf Carbon-Black Ensaco 250 mit Ethylenglykol, – Lösung Nickelacetat + Ensaco 250 + Ethylenglykol, Mischen bei 190°C in abgeschlossener Umgebung, – Filtrieren, – Waschen, – Trocknen.
L. Carbon-Black 40%, Nickel 60% Imprägnieren von NiCl₂ auf Carbon-Black Ensaco 350, – Lösung NiCl₂ + Ensaco 350, Mischen bei Raumtemperatur, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.

Beispiel 6
Durchläufe für die Herstellung metallbeschichteten Carbon-Blacks für Katalysato ranwendungen, für die Verwendung in Kohlenstoffnanoteilchen-Herstellungsreaktoren, insbesondere Plasmareaktoren

A. Carbon-Black 93%, Nickel 7% Imprägnierung Nickelacetat auf Carbon-Black Ensaco 250, – Lösung Nickelacetat + Ensaco 250, Mischen bei Raumtemperatur, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
B. Carbon-Black 95%, Nickel 5% Dasselbe wie für A mit einer thermischen Behandlung unter Stickstoff bei 500°C.
C. Carbon-Black 92%, Kobalt 8% Imprägnieren Kobaltacetat auf Carbon-Black Ensaco 250, – Lösung Kobaltacetat + Ensaco 250, Mischen bei Raumtemperatur, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
D. Carbon-Block 94%, Nickel 3%, Kobalt 3% Imprägnieren Nickelacetat + Kobaltacetat auf Carbon-Block Ensaco 250, – Lösung Nickelacetat + Kobaltacetat + Ensaco 250, Mischen bei Raumtemperatur, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C, – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.
E. Carbon-Black 94%, Yttrium 1 %, Nickel 5% Imprägnieren Yttriumacetat + Nickelacetat auf Carbon-Black Ensaco 250, – Lösung Yttriumacetat + Nickelacetat + Ensaco 250, Mischen bei Raumtemperatur, – Filtrieren, – Trocknen bei 100°C – Reduzieren unter H₂ bei 600°C.

Beispiel 7 – Polypropylen-Carbon-Black-Mischung
Propylen wurde in einem Brabander mit einem Metall-beschichteten Carbon-Black bei 200°C gemischt und in Probenplatten von 20 × 50 × 2 mm für Leitfähigkeitsmessungen geformt. Zusätzlich wurden Disks von 130 mm Durchmesser für eine koaxiale Messung geformt. In der folgenden Tabelle sind die Messergebnisse gezeigt. Das Verhältnis der Masse an Carbon-Black (ohne Nickel) zu der Masse von Polypropylen + Carbon-Black beträgt 0,2 in allen Durchläufen.
Wie aus den Ergebnissen zu sehen ist, folgt die Leitfähigkeit in einer komplexen Art und Weise aus dem Nickelgehalt. Es scheint, als ob weder eine ununterbrochene Nickelphase noch eine ununterbrochene Carbon-Black-Phase in den Kompositen bei gegebenen Konzentrationen aufgebaut worden war.
Die Proben dieses Beispiels des Komposits können für Komposite mit magnetischen Eigenschaften und Abschirmeigenschaften eingesetzt werden.
In diesem Beispiel wird die HF-Abschwächung von Materialien der Erfindung bestimmt. Die zu vergleichenden Proben waren:
Probe 1: 40 g Carbon-Black Ensaco 250
60 g Polypropylen
Probe 2: 160 g beschichtetes Carbon-Black (75% Ni)
60 g Polypropylen
Das Verhältnis Carbon-Black/Polypropylen ist dasselbe für die zwei Proben, nämlich 2/3.
Die Mischung wurde in Proben geformt, und die Abschwächung entsprechend der ASTM D4395–99 gemessen. Die Abschwächung, aufgetragen gegen die Messfrequenz, ist in 5 gezeigt.
Die untere Linie in der Figur ist diejenige ohne Nickel, die obere Linie ist diejenige mit Nickel. Das Ergebnis zeigt, dass Nickel-dotiertes Carbon-Black eine Zunahme bei der Abschwächung von 1 bis 7 dB im GHz-Frequenzbereich erreicht.

Claims

Carbon-Black-Zusammensetzung, umfassend – Carbon-Black, Graphit oder irgendeine Kohlenstoff struktur und – eine Metallkomponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus a. ferromagnetischem Ni, Fe, Co; gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren Metallen; b. Y, Cu, Ir, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren weiteren Metallen.
Carbon-Black-Zusammensetzung nach Anspruch 1, enthaltend mindestens 2 Gew.-% der Metallkomponente, bezogen auf die Carbon-Black-Zusammensetzung.
Carbon-Black-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Metallzusammensetzung über 90 Gew.-%, bevorzugt über 99 Gew.-%, bezogen auf die Metallzusammensetzung als 100 Gew.-%, Ni, Fe, Co enthält.
Carbon-Black-Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Metallkomponente in einem Bereich von 0,5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Carbon-Black-Zusammensetzung als 100 Gew.-%, vorliegt.
Carbon-Black-Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, im wesentlichen bestehend aus Carbon-Black und Yttrium.
Carbon-Black-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, im wesentlichen bestehend aus Carbon-Black und Nickel und/oder Eisen und/oder Kobalt.
Verfahren zur Herstellung von Carbon-Black-Zusammensetzungen nach einem der auf die Carbon-Black-Zusammensetzungen gerichteten Ansprüche, umfassend: a. Imprägnieren von Carbon-Black mit einer Verbindung (oder Verbindungen) der Metallkomponente, b. Trocknen des imprägnierten Carbon-Blacks und Reduzieren der Metallverbindung(en), um die Carbon-Black-Zusammensetzung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das Carbon-Black mit der (den) Metallverbindungen) durch Kontaktieren des Carbon-Blacks in einer Aufschlämmung, enthaltend eine gelöste Metallverbindung, imprägniert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das Carbon-Black mit der (den) Metallverbindungen) durch Fällen der Metallverbindung auf das Carbon-Black-Teilchen imprägniert wird.
Verfahren zur Herstellung von Carbon-Black-Zusammensetzungen nach einem der auf Carbon-Black-Zusammensetzungen gerichteten Ansprüche, umfassend stromloses Plattieren des Carbon-Blacks mit dem Metall, wobei das Carbon-Black Keime oder katalytische Stellen an seiner Oberfläche aufweist, um das stromlose Plattieren des Metalls auf der Carbon-Black-Oberfläche zu erreichen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensansprüche, umfassend Waschen der Carbon-Black-Zusammensetzung im wesentlichen frei von Kontaminierungsverbindungen, Trocknen der Carbon-Black-Zusammensetzung.
Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensansprüche, umfassend Wärmebehandeln der Carbon-Black-Zusammensetzung, bevorzugt durch Kontaktieren der Carbon-Black-Zusammensetzung in einem Fließ- oder Festbett-Betrieb unter Verwendung eines Stroms heißen Gases, insbesondere eines Stroms von im wesentlichen Inertgas oder eines Stroms von reduzierendem Gas.
Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensansprüche, umfassend das Abtrennen der Carbon-Black-Zusammensetzungsteilchen in mindestens zwei Fraktionen, die sich durch ihr Verhalten in einem magnetischen Feld unterscheiden, durch Aussetzen dieser Carbon-Black-Zusammensetzungsteilchen eines magnetischen Felds, um sie zu trennen.
Mischung von Polymer und Carbon-Black, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Carbon-Black-Zusammensetzung nach einem der auf eine Carbon-Black-Zusammensetzung gerichteten Ansprüche umfasst.
Mischung nach Anspruch 14, worin das Polymer ein thermoplastisches Polymer, insbesondere ein Olefinpolymer, spezieller ein Ethylen- oder Propy lenpolymer oder -Copoly- mer, ein Polyamid, ein Polycarbonat, insbesondere PC, ABS, PBT, PES oder ein Polyurethan darstellt.
Mischung nach Anspruch 14, umfassend einen Gummi, insbesondere einen Silikongummi oder einen Kohlenwasserstoffgummi.
Mischung nach einem der auf die Mischungen gerichteten Ansprüche, worin die Carbon-Black-Zusammensetzung in einem gewichtsprozentualen Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Polymer und die Carbon-Black-Zusammensetzung zusammen als 100 Gew.-%, vorliegt.
Verwendung der Carbon-Black-Zusammensetzung nach einem der auf die Carbon-Black-Zusammensetzung gerichteten Ansprüche als Katalysator oder Kern-Quelle in einem Verfahren zur Herstellung von nanometergroßen Kohlenstoffmaterialien, insbesondere Nanoröhren, insbesondere durch Injizieren der Carbon-Black-Zusammensetzung in eine Kohlenstoff-bildende Reaktionszone.
Verwendung nach Anspruch 18 oder 19, worin eine Nickel- und/oder Kobalt- und/oder Yttrium- und/oder Fe- und/oder Cu- und/oder Ir-enthaltende Carbon-Black-Zusammensetzung eingesetzt wird.
Verwendung einer Mischung von Polymer und Carbon-Black, wie definiert in einem der auf eine derartige Mischung gerichteten Ansprüche, worin die Carbon-Black-Zusammensetzung der Mischung eine ferromagnetische Metallkomponente enthält, in einem magnetischen Feld.
Verwendung nach Anspruch 21, worin das magnetische Feld eine Kraft auf die Carbon-Black-Zusammensetzung ausübt und somit auf die Mischung, derart, dass die Mischung entweder bewegt oder die Mischung deformiert wird.
Verwendung nach Anspruch 21, worin das magnetische Feld mindestens eine Eigenschaft, insbesondere eine mechanische, rheologische oder viskoelastische Eigenschaft der Mischung ändert.
Verwendung einer Mischung nach Anspruch 22 in einer medizinischen Klappen(ventil)anwendung, insbesondere eine Blutgefäßklappenanwendung.
Verwendung nach Anspruch 23 in Produkten, die Gegenstand des simultanen Effekts von elastischer Deformation und magnetischem Feld sind.
Verwendung einer Mischung von Polymer und Carbon-Black, wie definiert in Anspruch 17, für elektromagnetische Abschirmung.