磁性橡胶配方分析-科标技术.docx

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1、磁性橡胶配方分析-科标技术一．概述磁性橡胶是带磁性的弹性体材料的总称，由生胶、磁粉(磁性填料)及其它助剂配制而成;磁性是磁性橡胶的基本属性,磁性橡胶在外磁场的作用下呈现出不同的磁性等级，其中以强磁性等级具有较高的实用价值。由于橡胶本身不带磁性，其磁性来自大量(为生胶质量的2~8倍)磁粉的填充，所以，磁粉对制造磁性橡胶是不可或缺的。按照成分，磁性添加剂可分为金属磁粉和铁氧体粉体两大类，统称磁粉;金属磁粉包括铁钴粉、铁镍粉、铁锶粉和铁钡粉等，其中以铁钴粉使用最广。金属磁粉因价格昂贵及添加困难而较少使用。目前应用较多的是铁氧粉，

2、它们是氧化铁与某些两价金属的化合物。即使同为一种铁氧体类磁粉，因结晶形态、粒径大小和均匀度不同而导致最终的磁性强度不同。二.磁性橡胶配方技术2.1磁性橡胶机理：磁性橡胶是指在橡胶或橡胶和热塑性弹性体中，加入磁性固体粉末而制成的带磁性复合材料，是带磁性的弹性体材料的总称。磁性粉末经加工后，由不显示各向异性的多晶变成各向异性异性的单晶，使橡胶中非定向状态的单晶粒子在强磁场的作用下，在橡胶基体内产生定向排列，在一定的方向显示出磁性。2.2常见磁性橡胶基础配方将一定比例胶种(100)、炭黑N220(45~55)、四氧化三铁(20~

3、30)、氧化锌(4~5)、硬脂酸(1~2)、防老剂4010NA(1~2)、硫磺(1~2)、硫化剂DCP(1~2)、促进剂DM(0~1)、经过混炼、硫化、充磁，即可制成磁性橡胶。2.3磁性橡胶配方设计2.3.1胶种磁性橡胶的磁性基本上与橡胶的类型无关，各种橡胶均可制造磁性橡胶。但胶种会对磁性橡胶的物理力学性能、加工工艺性能等产生较大影响，因此应根据制品的要求，合理地选择生胶种类。氯丁橡胶的磁通量略高，分子中具有较强的极性，有利于各向异性晶体粒子有规律的排列，因此呈现出较大的磁性;天然橡胶的物理机械综合性能较好，易于加工，填充

4、磁粉量较大，在磁性橡胶中应用较多。2.3.2磁粉当橡胶制品对强伸性能要求不高时，生胶的选择应以填充尽可能多的磁粉，又不影响橡胶的物理机械性能为原则。当磁粉的填充量很大时，以天然橡胶为基础的磁性橡胶综合性能较好，以氯化聚乙烯橡胶制备的磁性橡胶性能也很好。用液体橡胶为原料制作的磁性橡胶，工艺简单，用少量磁粉就能获得与干胶高填充量相近的磁性性能，是一种有发展前途的制作方法。磁性橡胶的磁性主要决定于磁性填料—磁粉。一般来说，在磁场下能呈现磁性，对橡胶不起破坏作用的固体粉末都可作磁性填料。磁性橡胶的要求是能大量填充磁性材料，在磁化后

5、能保持磁性，且能牢固地吸着在有永磁材料的铁板上面。满足这些要求的磁粉不是很多，实际上有价值的磁性材料极为有限，主要有铁氧体型粉末磁性材料和金属型粉末磁性材料。金属磁粉包括铁钴、铁镍、铁锶、铁钡、铁钕硼、铁铝镍和铝镍钴的金属混合物粉末，都是强磁性物质，铁钴粉使用范围最广。铁钴金属混合物粉末的剩余磁性强度是铁氧体磁粉的4倍。金属磁粉因价格昂贵及添加困难而较少使用，只用在小空间内产生大磁场的精密仪器。铁氧体磁粉主要选用高铁酸盐，是由氧化铁与某些2价金属化合物生成的二元或三元氧化物，即铁氧体MO。(Fe2O3)n因为铁氧体飞原料是

6、炼铁时的副产品，铁氧体磁粉价格低廉，原料易得，制造简单，综合性能优异，密度较低，而被广泛使用。2.4磁性橡胶影响因素磁性橡胶的磁性与磁粉的磁性能、粒径、含量有关。磁性橡胶的磁性随着磁粉含量的增加而增大，但磁粉填充量的多少，取决于磁粉的粒径;一般情况下，磁粉粒径大，粒度分布不均，则在橡胶中分散不匀，加工性能较差，并且导致内退磁现象加强，还会造成应力集中，降低物理机械性能，所制得产品充磁后表面磁强分布不匀度增大。磁粉粒径小，分布均匀的微细磁粉比表面积大，在橡胶中能均匀分散，减少对制品强度性能的破坏。产品充磁后磁强分布均匀度提高

7、。从原理上讲，要求磁粉粒径尽可能小，一般磁粉粒径最好为0。5～3μm;磁粉填充系数小，则材料的磁导率小，随磁粉用量增大，磁性橡胶的磁性也随之增加，但其物理性能下降。磁粉填充系数小于50%时，实际测不出橡胶的磁性能，磁粉填充系数超过50%，橡胶的磁性常数则增加。液态橡胶与干胶相比较，在同样填充量时，使用液态橡胶制作的磁胶其磁性能提高很多，这可能是因为磁粉分散好，内退磁现象减弱，因而提高了磁性能。随磁粉用量增大，磁性橡胶的磁性成直线增加，但混炼工艺不差，硫化胶的强度、伸长率、永久变形都急剧变坏，但在这一过程中，当磁粉加到一定量

8、时，硫化胶物理机械性能达到一个极值，在不加其他补强剂的情况下，在天然橡胶中磁粉含量70～90%时，扯断强度最大。这个极值随生胶种类及填料性质配合剂的影响而变化，由于磁粉粒子与聚合物分子间没有生成化学键，增加磁粉用量导致弹性下降，硬度上升，因此应保证磁性橡胶制品在满足一定的物理机械性能条件下尽可能提高磁粉