熱裂解炭黑是熱裂解過程中，由廢舊橡膠中的有機物質和無機填料（鋅、鈣、硅等）轉換形成的富含碳的材料，其是以橡膠中的炭黑粒子為核心，并吸收含碳物質凝聚而形成的連續相結構材料。由于在熱裂解過程中，會發生再聚合等復雜的副反應，使一些灰分或者含有碳元素的雜質沉積在熱裂解炭黑的表面,從而對熱裂解炭黑的性能產生影響，熱裂解過程中的條件對于熱裂解炭黑的性能也有重要的影響。

輪胎煉油炭黑出渣現場

與商業炭黑相比，熱裂解炭黑由于表面灰分的沉積，其元素含量以及化學成分發生了較大的變化，且不同的熱裂解過程和條件也會產生較大的影響。不同于N330，熱裂解炭黑含有Si、Zn、S等元素，這是由于在廢舊橡膠熱裂解的過程中，橡膠中的無機填料以灰分的狀態沉積在炭黑的表面，從而使熱裂解炭黑中含有Si、Zn、S等元素。但是熱裂解炭黑表面的羥基、羧基等含氧官能團與N330基本保持一致。

N330、熱裂解炭黑的基本粒子形狀都是球形，但相對于N330，熱裂解炭黑的粒子聚集體的尺寸不均一，排列較為緊密，并且聚集體之間的間隙較小。典型的N330粒徑為11～250nm，平均粒徑為140nm，而熱裂解炭黑的粒徑尺寸較大，粒徑分布更為復雜，為50～1000nm，平均粒徑為200nm，這歸因于熱裂解過程中無機物在炭黑表面的沉積，使得粒徑尺寸較大，粒徑分布較寬；此外，也是由于輪胎不同部位使用的炭黑種類不同，而熱裂解后這些炭黑混合在一起的緣故。

熱裂解炭黑是由廢舊橡膠中原有的炭黑為骨架，將橡膠中的有機物質、無機物質吸附沉淀在炭黑表面形成的含碳材料，具有獨特的多孔結構、化學特征、較高的熱值以及略低于商業炭黑的性能，因此，具有很多方面的用途。