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橡膠炭黑用量的選擇(純乾貨)

2018-09-07 17:28:10
橡膠炭黑廣泛應用於橡膠製品中,因爲它具有很強的補強作用,用在橡膠製品中可以增強它的耐磨性和抗滑性,最典型的就是汽車輪胎,但是並不是在製作橡膠的過程中添加越多的橡膠炭黑就越好,如果橡膠炭黑的量添加過多,反而會起到反作用使它的強度下降,那麼具體的要在橡膠中添加多少的橡膠炭黑最爲合適呢,下面萬化天合色素炭黑小編就給大家詳解下橡膠炭黑與橡膠的配比量。
橡膠炭黑在膠料中的用量,直接影響硫化膠的性能,諸如強度、耐磨性、硬度、伸長率、耐屈撓性等,均有一個最佳炭黑用量。所以,在配方設計時,炭黑用量的合理選擇是十分重要的。例如,硬度、定伸應力、生熱等,均隨橡膠炭黑用量的增加而增加,而回彈性、膨脹率、伸長率、電阻率、耐屈撓性等,均隨炭黑用量的增加而降低。但拉伸強度、撕裂強度及耐磨性等,卻隨橡膠炭黑用量的增加而有一級大值。因此,應根據要求的性能,抓住主要矛盾,兼顧其他,合理選擇炭黑用量。例如,爲了提高膠料的耐磨耗性,選用細粒子橡膠炭黑時用量較少,而選用高結構細粒子橡膠炭黑,用量還可減少,這樣就不至於因爲用量過大而降低迴彈性,有利於保持較高的耐屈撓龜裂性能喝回彈性,減少生熱,保證在實際使用中有較好的耐磨性能。
一般的說,在膠料中橡膠炭黑聚集體間的相互作用開始急劇增加時的橡膠炭黑配合量爲最佳配合量,橡膠炭黑粒徑越小,表面活性越大,結構越高,達到最大拉伸強度時的炭黑用量就趨於減少,通常炭黑用量在40-60份時既能賦予橡膠製品較好的性能指標。最佳配合量,硬質炭黑在20%-23%左右,軟質炭黑在23%-26%左右。
橡膠炭黑最佳配合量對於不同橡膠,不同溫度是不相同的,對於結晶性天然橡膠來說,最佳配合量是使橡膠分子鏈在大變形時易於取向生成結晶,因而橡膠炭黑用量較少;而對於非結晶型的丁苯橡膠而言,則是增加分子鏈間的吸引力,由此增加彈性體的強度,獲得補強效果,因而炭黑用量較多。另外,同一彈性體和同一填料,在混煉溫度爲100℃時的最佳填充量比20℃時的填充量大。
橡膠炭黑比橡膠價格低,故一般配方傾向於多用橡膠炭黑。但是,如果橡膠炭黑用量過多,反而會使硫化膠的物理性能下降,達不到應有的補強效果。一是由於相對減少了橡膠用量,二是由於分散性不好,削弱了橡膠和炭黑間的相互作用,所以強度下降。故應該綜合考慮膠料的加工性、滯後性以及破壞特性,選用適當配合量。
橡膠炭黑的最大填充量可用炭黑的DBP吸收值預先測定。例如,ISAF的DBP吸附值爲1.25cm3/g,橡膠的相對密度爲0.95,則100g炭黑至少可配合118g橡膠(1.25×0.95=1.18),或是100g橡膠最大可容納85g炭黑(ISAF)。同理,低結構炭黑容量可以更多。如果炭黑填充量過多,則容易結團,無法進一步分散。實際上,只有炭黑母煉膠才能達到如此高的炭黑濃度。
在確定橡膠炭黑的填充量的時候,還要考慮到在混煉過程中的溫度,以此來確定最佳的配比量,切記千萬不可過多的添加橡膠炭黑,這樣會影響到硫化膠的物理性能,會消減橡膠炭黑與橡膠之間的相互作用,使生產出來的橡膠製品拉伸強度下降,因爲過多使用橡膠炭黑時會使炭黑的分散不夠均勻出現凝聚。
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