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影响炭黑结合胶的因素有哪些

来源: 时间:2022-05-25 09:21:13 浏览次数:

1. 炭黑的影响
(1) 炭黑比表面积的影响,结合胶几乎与炭黑的比表面积成正比。

( 2)炭黑结构度的影响高结构炭黑的结合胶含量较高。

( 3)炭黑粗糙度的影响  炭黑的粗糙度越高,表面的微孔越多,可与橡胶分子触及的表面积越少,形成的结合橡胶越少。

( 4)炭黑表面活性的影响炭黑石墨化以后,表面的活性基团数量减少,形成结合橡胶的能力变差。

( 5)炭黑用量的影响  在一定的范围内增加炭黑的用量,会使形成的结合橡胶量增多。

2). 生胶的影响  生胶的品种:不饱和橡胶更容易生成结合橡胶;饱和橡胶对槽法炭黑的亲和力更强。

生胶的分子量:分子量越高,相同的条件下生成的结合橡胶量越高。

3). 工艺条件的影响(1)薄通次数的影响 (2)混炼温度的影响(3)陈化温度和时间的影响  混炼后随停放时间增加,结合胶量增加,大约一周后趋于平衡。陈放温度的提高也有利于加速吸附过程,结合橡胶的量也增加。

炭黑对橡胶的补强机理:

1)容积效应:这种补强作用称为“容积放大效应”。这种现象是基于橡胶大分子链在炭黑表面吸附呈现特殊的平面取向状态,增加了分子间的作用力,从而提高了橡胶的强力,能够承受较大的变形。

2)弱键和强键学说:炭黑与橡胶分子的结合是由各种能量不同的,键结合的结果,有比较弱的吸附的物理键,也有少数强的化学键。在外力作用下,炭黑表面与橡胶链的分离直至断裂时,剩下的为强键。强键直接影响硫化胶的抗张强度、抗撕裂和耐磨耗能力,强键数目越多补强作用越大。

3)Bueche炭黑粒子间橡胶链的有限伸长学说:炭黑补强的硫化胶在炭黑粒子之间有为数众多的橡胶链,一条断了,应力由其它链分担,因此炭黑起着均匀应力的作用,减少了整体的破裂。当伸长太大时,炭黑粒子也会移动,这种移动使应力松弛起着缓和应力的作用。从而提高了硫化胶的强度。

4)壳层模型理论:双壳层相起骨架作用联结自由大分子相和交联结构相,构成一个橡胶大分子与填料整体网络,改变了硫化胶的结构,提高了硫化胶的物理机械性能。

5)橡胶大分子链滑动学说:该理论的核心是橡胶大分子能在炭黑表面上滑动,由此解释了补强现象。炭黑粒子表面的活性不均一,有少量强的活性点以及一系列的能量不同的吸附点。吸附的橡胶链段在应力作用下会滑动、伸长。

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