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炭黑的補強機理介紹

2020-11-04 18:06:45
21世紀以來,因爲科技的進步,橡膠的性能不停地被開發並應用,當前橡膠製品已經存在在大家生活的方方面面,支持了大家的衣食住行。橡膠的用處如此巨大,除了橡膠本身擁有其餘材料無可比擬的優點以外,填料還可以賦予橡膠更多寶貴的性能,讓其應用更加廣泛。
  
  填料就是橡膠工業的重要原料之一,屬粉體材料。填料用量相當大,幾乎和橡膠本身用量相當。在橡膠加工當中又會填料分爲補強劑與填充劑。
  
  橡膠的補強就是指在橡膠當中加入一種物質以後,可以提升硫化橡膠的耐磨性、抗撕裂強度、拉伸強度、模量、抗溶脹性等的行爲。凡擁有這種用處的物質稱爲補強劑。
  
  常用补强剂:炭黑、白炭黑、短纖維、無機納米材料等。
  
  橡胶使用炭黑
  
  炭黑就是橡膠工業當中極關鍵的補強性填料,能夠毫不誇張的說,沒有炭黑工業就沒有當前蓬勃發展的橡膠工業。
  
  按炭黑在橡膠當中的用處會炭黑分爲硬質炭黑與軟質炭黑。
  
  硬質炭黑:粒徑在40nm以下,補強性能高的炭黑,如超耐磨、中超耐磨、高耐磨炭黑等。
  
  軟質炭黑:粒徑在40nm之上,補強性低的炭黑,像半補強炭黑、熱裂法炭黑等。
  
  橡膠使用炭黑通常按照ASIM-1765-81標準來分類命名。命名系統由四個別組成。第一個英文字母代表硫化速度,N代表正常硫化速度,S代表緩慢硫化速度。後面跟着三個數字,第一個代表炭黑平均粒徑範圍,共分爲0~9個等級。第二與第三個數字則就是由美國材料試驗協會負責炭黑與術語的D24.41委員會指定的,反映不一樣的結構程度,同樣便是炭黑大概的高低結構確定的,有一定的任意性。相對而言,數字越大,結構越高。
 
炭黑補強機理
 
  近半個世紀以來,大家對炭黑補強機理曾實行了廣泛的討論提出了多種補強學說。 
  容积效应  
  弱键与强键学说  
  Bueche的炭黑粒子和橡膠鏈的有限伸長學說  
  壳层模型理论 
  橡胶大分子链滑动学说 
 
  前四種機理即使全部可以說明一定的問題,但有侷限性。隨着時間進展,專家們對機理不停的深化完善,橡膠大分子滑動學說的炭黑補強機理就是一個相對比較完善的理論。
炭黑的補強
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