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填料在橡膠產(chǎn)品的作用及用量

時(shí)間:2019-10-24 08:30:22 瀏覽次數(shù):509次
  橡膠產(chǎn)品對(duì)填料的要求
 
  1、一般要求
 
  (1)補(bǔ)強(qiáng)填料粒子表面要有強(qiáng)的化學(xué)活性,能與橡膠產(chǎn)生良好的結(jié)合,能改善硫化膠的力學(xué)性能、耐老化性能和粘合性能。非補(bǔ)強(qiáng)填料粒子表面呈化學(xué)惰性,和橡膠不產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合,不影響硫化膠的力學(xué)性能及耐候性、耐酸堿性和耐水性。
 
 ?。?)有較高的化學(xué)純度,細(xì)度要均勻,對(duì)橡膠有良好的濕潤(rùn)性和分散性。
 
 ?。?)不易揮發(fā),無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒,有較好的貯存穩(wěn)定性。
 
 ?。?)用于白色、淺色和彩色橡膠制品的填料,還要求不污染,不變色。
 
 ?。?)價(jià)廉易得。
 
  2、性能要求
 
  (1)細(xì)度:一般說(shuō),補(bǔ)強(qiáng)填料顆粒越細(xì),比表面積越大,和橡膠接觸面積也越大,補(bǔ)強(qiáng)效果越好。非補(bǔ)強(qiáng)填料顆粒越細(xì),加入橡膠后混煉效果越好。但必須分散均勻,如分散不均勻,即使顆粒很細(xì),混煉效果亦不好。
 
 ?。?)顆粒形狀與晶型:填料顆粒形狀以球形較好,片形或針形填料在硫化膠拉伸時(shí)容易產(chǎn)生定向排列,導(dǎo)致永久變形增大,抗撕裂性能降低。補(bǔ)強(qiáng)填料中炭黑和白炭黑為無(wú)定形,其他填料也有結(jié)晶型的。比如硅微粉雖與白炭黑化學(xué)成分均為二氧化硅,但前者為結(jié)晶型,后者為無(wú)定型。結(jié)晶型填料又分為異軸結(jié)晶和等軸結(jié)晶兩種。同軸結(jié)晶x、y、z三軸相似,各向同性。異軸結(jié)晶x、y、z三軸有顯著差異,各向異性在常用非金屬礦物填料中,陶土、石墨、硅藻土屬異軸結(jié)晶系。碳酸鈣為等軸結(jié)晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡膠制品,不宜用異軸結(jié)晶系物質(zhì)作補(bǔ)強(qiáng)填料。
 
  (3)表面性質(zhì):粉體填料混入橡膠,其粒子被橡膠分子包圍,粒子表面被橡膠濕潤(rùn)的程度對(duì)補(bǔ)強(qiáng)效能有很大影響。不易濕潤(rùn)的顆粒,在橡膠中不易分散,容易結(jié)團(tuán),降低其補(bǔ)強(qiáng)效能。這種狀況可以通過(guò)添加某些有助于增加濕潤(rùn)的物質(zhì)得以改善。例如補(bǔ)強(qiáng)效能很小的碳酸鈣,加入脂肪酸后,降低了表面張力,增加了濕潤(rùn)程度,提高了補(bǔ)強(qiáng)效果。
 
  炭黑是橡膠的主要補(bǔ)強(qiáng)填料,其成分90%~99%是元素碳,其余是少量揮發(fā)分和水分。在炭黑生產(chǎn)過(guò)程中,其表面吸附或結(jié)合了少量羧基、醌基、酚基、內(nèi)酯基等化學(xué)基團(tuán)。過(guò)去曾經(jīng)認(rèn)為炭黑的補(bǔ)強(qiáng)效能僅取決于其粒徑(比表面積)大小及結(jié)構(gòu)性,而與其表面的化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)。近年來(lái)大量研究結(jié)果表明,炭黑粒子表面的化學(xué)基團(tuán)在混煉過(guò)程中能與橡膠起化學(xué)反應(yīng),使結(jié)合膠增加,進(jìn)而增進(jìn)了硫化膠的力學(xué)性能和耐老化性能。
 
  白炭黑粒子表面化學(xué)基團(tuán)與炭黑完全不同。氣相法白炭黑表面含有硅醇基Si―OH,沉淀法白炭黑表面含有硅醇基Si―OH及Si<(OH):。
 
  氣相法白炭黑呈酸性,沉淀法白炭黑表面呈酸性或呈堿性。呈酸性會(huì)遲延硫化速度,呈堿性則會(huì)加快硫化速度。白炭黑表面微孔多,吸濕性強(qiáng),對(duì)補(bǔ)強(qiáng)不利。用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)其表面進(jìn)行改性處理,能克服其弊端,改善其補(bǔ)強(qiáng)性能。對(duì)非金屬礦物粉體填料進(jìn)行表面改性處理,也有很好的應(yīng)用效果。
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