橡胶填料改性的重要性

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第2炭黑工业橡胶填料改性的重要性E．M．Dannenberg著郭冀奎译胶料混配操作的实际应用始于1820年，是目的是为降低成本。大约在第一次世界大战期由ThomasHancock发现的I借助干所谓的素间，在炭黑成为最好的补强填料之前，人们是炼过程，使生腔变软，并配入各种填料和其他用氧化锌来提高制品强度和使用寿命。物质。直到人们认识到某些填料确实可改进橡人们看封，小粒径壤料会提高强度，而大胶制品的质量和性能之前，添加填料的最主要粒径填料则起增量剂作用，甚至对胶料产生有■舯害叫I盘影af响∞。壤料粒径在小于1微米的

2、胶体范围，表1橡胶用填料的主要类型5才∞有补强效果。壤料崩平均粒径大约在10微米1炭黑(23种)表面积，ma／g以上时，帔料性能下降。壤料平均粒径介干1)炉黑1—10微米时，只起增量作用或非朴强作用。a软质(NT00-Ns00)最重要的橡胶壤料是炭黑、自炭黑、陶土b硬质(N3oo—N100)2)裂黑(Ng00)和碳酸钙。这些填料的主要品种示干表1，该表3)乙炔黑也列出诸填料的表面积范围。橡胶用主要填将2白炭黑(12种)大约有5O种。另外，还有许多表面处理过的博1)沉淀法,15-175士和碳酸钙以及一些经表面处理的自炭黑，供2)气相法200-400特种应用。3

3、陶土(B种)表2美国1986年橡胶填料耗量估计与价格1)载质陶±(一次啕土)a空气浮选的l2—15耗■，千吨价格，奠分／膏d水洗的13—17无机填料c分层的I1一I5陶土285_(59)b煅烧的9-11碳酸钙13O(27)22)硬质陶土(=敬陶土)研磨法a空气浮选的22—2B沉淀法35一一3l一2叫lrI^r】b水洗的22—26沉淀往白炭黑45(9％)碳酸钙(B种{靖石柑和其他填料20(4％)1)研磨碳酸钙无机填料总量480a粗唐精炭黑b细磨粉补强型613(81)28--35c贝壳柑半补强型547(46)2r2)沉淀碳酸钙热裂黑3B(3)32a细链子炭黑慧量

4、1196b超细粒子填料总耗量1676c专用肢体填料平均填充量64份维普资讯http://www.cqvip.com橡胶配方工作者不仅关心制品质量，而且变化。在这类橡胶中，在抗张强度惊人增加的也关心制品成本。最廉价的陶土和碳酸钙的用同肘，硬度也提高了。天然胶则不同，抗张强量最大。表2列出这些主要橡胶填料的消耗量度仅适度增加。丁苯胶用某种炭黑补强之后，及价格。1986年，美国消耗各种无机填料达其抗张强度提高lO倍。对抗张强度而言，大多480000吨，其中陶土占59。据估计，炭黑消数填料的最适宜填充量(体积百分数)为2O一耗量为1196000吨，其中补强类品种占5

5、1，25，而抗张强度的增加大体上是以填科表面半补强类品种占46，热裂黑消耗量约3o积的增加为序的。这种关系仅仅是一种定性的趋势。相同平粒子特性均粒径或体积比表面积的各种填料，赋予硫化各种橡胶填料的差异在于粒子大小和形状胶的抗张强度亦不一样如图1所示。该图中不同。炭黑和白炭黑是由聚集体组成。研磨的所用数据引自Pinter和McGill的论文。碳酸钙由单个粒子组成，这种粒子较粗大并呈结晶态。陶土是由单个片状粒子所组成。炭黑聚集体呈树技状或纤维状。每个炭黑聚集体中的粒子”尺寸均匀。气相法白炭黑的形态与炭黑褶类似，沉淀法自炭黑的特征是，小聚集体组成庞大的附聚体。各种

6、埭胶用填料的粒径范围在1O至10000nm以上。为把比重各不相同的填料进行比较，体积比表面积(单位为m／cm。)是个方便的体最∞擞-参数，而不用更常用的以m／g表示的表面图1丁苯腔抗张强度与填料体积比表面积。当使用这个参数时，各种橡胶用填料的表积的关系．面积范围从3至大约800m／cm。。沉淀法自嵌黑和其他硅酸盐的表面积范围介于半补强类炭各种无机填料赋予硫化股的抗张强度比炭黑和补强类炭黑之间。陶士和滑石粉介于半补黑为低，其原因如下：强类炭黑范围。较细的研磨碳酸钙接近于热裂1、无机填料与烃类橡胶相的结合较弱，法炭黑，沉淀法碳酸钙介于半补强类炭黑范相互作用较差}

7、．围在所有橡胶用填料中，气相法自炭黑的表2、高表面积的水合白炭黑和硅酸盐很难面积是最大的。它主要用作硅橡胶的补强剂。分散，3、由于白炭黑和陶土的表面呈酸性，延迟填充硫化胶硫化，硫化程度较差。橡胶中填料加入量取决于填料类型和希望使用一些添加剂、偶联剂以及各种表面处硫化胶所达到的综合性能。对某些制品而言，理剂，可不同程度地克服这些缺点。填料的填充量可达200份。各种补强类炭黑，定伸强度其填充量大约在5O份(包括充油份数在内为1O0)时，赋予硫化胶强度和耐磨蛙最佳。填料补强作用的公认准则是它对定伸强度的影响。定伸强度是在第一次拉仲时测得的给抗张强度定伸长率下的应力

8、：这个定伸强度值具有一很未加填料的非结晶性合成胶的强