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在橡胶中,炭黑能起到什么作用

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在橡胶中,炭黑能起到什么作用

发布日期:2020-02-11 作者: 点击:

黑猫炭黑作为橡胶制品在制作中重要的一项次啊聊,它的亮点在于可以提高橡胶的机械性能以及作用。如果在橡胶制品中加入炭黑的话,是可以减少橡胶的用量,并且可以提高轮胎的功能以及特性,从而达到延长轮胎的使用寿命。

黑猫炭黑作用

1 炭黑的增强作用机理

目前,关于炭黑的增强作用机理主要有分子链滑动理论 、结合胶理论、填料网络理论、炭黑表面结构理论以及范得华网络理论等。


1.1 分子链滑动理论

分子链滑动理论认为,吸附在炭黑表面的橡胶分子链有一定的活动能力。当有应力作用时,橡胶分子链在炭黑粒子表面滑动,外力撤销后,胶料收缩,经过长时间恢复后,吸附和解析达到了新的动态平衡,胶料又恢复或接近于原始状态 。


1.2 结合双层模型胶理论

该理论模型认为,吸附在炭黑外围的结合胶由里层玻璃化硬层和外层黏性硬层组成,在应力逐渐增大的情况下,由于黏性硬层发生取向,对模量增大的贡献很大,由于玻璃化硬层聚合物分子运动受到限制,对模量增大没有发挥作用。


1.3 填料网络理论

随着炭黑配合量的增加,炭黑粒子之间可形成填料网络结构。对于形成填料网络而言,填料和填料之间、填料和聚合物之间的相互作用及聚集体间的距离是重要的影响因素。


1.4 炭黑表面结构理论

该理论认为,活性填料的表面是凹凸不平,弹性体的增强受活性填料的表面结构粗糙度和尺寸范围影响。这种结构对于体积效应或者填料和聚集体的相互作用有着巨大的影响。


1.5 范德华网络理论

该理论认为在橡胶变形时,在填料粒子之间的吸溜胶的形变远大于宏观形变,所以填料粒子聚集体可以产生内部滑移。橡胶的增强效果与吸留胶的厚度分布有关,使粒子分开的临界应力是粒子之间的范德华应力。

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2 炭黑在橡胶中的应用研究进展

2.1 在轮胎中的应用

徐世传等研究了c F系列炭黑在全钢载重子午线轮胎过渡层和气密层以及载重斜交轮胎胎体帘布层中的应用。结果表明,在全钢载重子午线轮胎和载重斜交式轮胎中用炭黑CF604,胶料的物理性能有提高;成品轮胎的胎体帘布层间粘合强度和耐久性能有所提高,同时降低了成本。李爱法等人的研究结果表明,在胎面胶中以双相炭黑CRX2125等量替代炭黑N134,胶料物理性能基本保持不变,生热、耐磨性能和滚动阻力降低;成品轮胎耐久性能提高,生热降低,生产成本略微增大。


2.2 丁苯橡胶

徐帅锋等人的研究结果表明:结构度高的炭黑填充SSBR炼胶的加工性能较差;高结构度BL系列炭黑填充SSBR硫化胶的定伸应力 、拉伸强度 、撕裂强度和补强因子均比低结构度炭黑N220和N330填充硫化胶高。张昊等研究了炭黑用量对牌号为T 2003 和2305的SSBR流变性能的影响及其机理。结果表明,填充炭黑后,T 2003和2305混炼胶的挤出物外观比生胶有明显改善 。


2.3 丁腈橡胶

梁磊等研究了不同的炭黑 (N3 3 0、N550、N770、N990)、甲基丙烯酸锌及炭黑N770与甲基丙烯酸锌并用填充氢化丁腈橡胶 (HNBR)的性能。结果表明,随炭黑粒径增大,胶料的力学性能有所降低,P a Y n e效应减小,压缩永久变形减小。相较而言,炭黑N770填充胶料的综合性能最好。王炳昕等考察了炭黑粒径、结构度和用量对NBR复合材料的交联密度和力学性能的影响规律。


表明:炭黑加入后硫化胶的交联密度增加,且随炭黑用量增加而增加,随粒径增加而减小;炭黑结构度对化学交联密度影响大于物理交联密度。炭黑结构度增加, 硫化胶的拉伸强度 、定伸应力增加,撕裂强度降低。


2.4 天然橡胶

王雪飞等研究原位接枝改性炭黑补强天然橡胶 (NR)的物理性能和动态力学性能。结果表明,改性剂用量为4.5份时硫化胶的综合性能最好。关兵峰等研究改性炭黑对NR性能的影响 。结果表明,与普通炭黑相比,改性炭黑与橡胶之间的相互作用减弱,导致炭黑结合橡胶质量分数减小。


2.5 硅橡胶

柳学义等研究了炭黑填充量 、硫化剂用量以及硫化时间对橡胶物理性能和导电性能的影响。结果表明:炭黑填充量 、硫化剂用量以及硫化时间均会对橡胶的物理性能和导电性能产生影响 。其中,炭黑填充量对橡胶的导电性能影响最为显著 。当炭黑用量为2o份,硫化剂用量为7份,硫化时间为 11m i n时,所得橡胶的物理和导电性能最佳。


2.6 其它

王永刚等人研究结果表明:炭黑粒径越大,在橡胶基体中所形成的结合胶越少,交联密度越低 。当橡胶受到交变应力作用时,橡胶分子链与炭黑表面间的摩擦造成的能量损耗增加,硫化胶的损耗因子峰值呈增高趋势。

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现在欧盟的法规都对轮胎的标签做出了新的实施,对于环保、绿色轮胎的发展提出了更加严格的要求。现在炭黑厂家的产品正在向高更能、专业化不断的发展,其应用范围十分的广发。我们作为专业的厂家,在今后会继续进行研究,并且满足实际生产的需求。

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