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橡胶炭黑用量的选择(纯干货)

2018-09-07 17:28:10
橡胶炭黑广泛应用于橡胶制品中,因为它具有很强的补强作用,用在橡胶制品中可以增强它的耐磨性和抗滑性,最典型的就是汽车轮胎,但是并不是在制作橡胶的过程中添加越多的橡胶炭黑就越好,如果橡胶炭黑的量添加过多,反而会起到反作用使它的强度下降,那么具体的要在橡胶中添加多少的橡胶炭黑最为合适呢,下面AG亚游官网首页天合色素炭黑小编就给大家详解下橡胶炭黑与橡胶的配比量。
橡胶炭黑在胶料中的用量,直接影响硫化胶的性能,诸如强度、耐磨性、硬度、伸长率、耐屈挠性等,均有一个最佳炭黑用量。所以,在配方设计时,炭黑用量的合理选择是十分重要的。例如,硬度、定伸应力、生热等,均随橡胶炭黑用量的增加而增加,而回弹性、膨胀率、伸长率、电阻率、耐屈挠性等,均随炭黑用量的增加而降低。但拉伸强度、撕裂强度及耐磨性等,却随橡胶炭黑用量的增加而有一级大值。因此,应根据要求的性能,抓住主要矛盾,兼顾其他,合理选择炭黑用量。例如,为了提高胶料的耐磨耗性,选用细粒子橡胶炭黑时用量较少,而选用高结构细粒子橡胶炭黑,用量还可减少,这样就不至于因为用量过大而降低回弹性,有利于保持较高的耐屈挠龟裂性能喝回弹性,减少生热,保证在实际使用中有较好的耐磨性能。
一般的说,在胶料中橡胶炭黑聚集体间的相互作用开始急剧增加时的橡胶炭黑配合量为最佳配合量,橡胶炭黑粒径越小,表面活性越大,结构越高,达到最大拉伸强度时的炭黑用量就趋于减少,通常炭黑用量在40-60份时既能赋予橡胶制品较好的性能指标。最佳配合量,硬质炭黑在20%-23%左右,软质炭黑在23%-26%左右。
橡胶炭黑最佳配合量对于不同橡胶,不同温度是不相同的,对于结晶性天然橡胶来说,最佳配合量是使橡胶分子链在大变形时易于取向生成结晶,因而橡胶炭黑用量较少;而对于非结晶型的丁苯橡胶而言,则是增加分子链间的吸引力,由此增加弹性体的强度,获得补强效果,因而炭黑用量较多。另外,同一弹性体和同一填料,在混炼温度为100℃时的最佳填充量比20℃时的填充量大。
橡胶炭黑比橡胶价格低,故一般配方倾向于多用橡胶炭黑。但是,如果橡胶炭黑用量过多,反而会使硫化胶的物理性能下降,达不到应有的补强效果。一是由于相对减少了橡胶用量,二是由于分散性不好,削弱了橡胶和炭黑间的相互作用,所以强度下降。故应该综合考虑胶料的加工性、滞后性以及破坏特性,选用适当配合量。
橡胶炭黑的最大填充量可用炭黑的DBP吸收值预先测定。例如,ISAF的DBP吸附值为1.25cm3/g,橡胶的相对密度为0.95,则100g炭黑至少可配合118g橡胶(1.25×0.95=1.18),或是100g橡胶最大可容纳85g炭黑(ISAF)。同理,低结构炭黑容量可以更多。如果炭黑填充量过多,则容易结团,无法进一步分散。实际上,只有炭黑母炼胶才能达到如此高的炭黑浓度。
在确定橡胶炭黑的填充量的时候,还要考虑到在混炼过程中的温度,以此来确定最佳的配比量,切记千万不可过多的添加橡胶炭黑,这样会影响到硫化胶的物理性能,会消减橡胶炭黑与橡胶之间的相互作用,使生产出来的橡胶制品拉伸强度下降,因为过多使用橡胶炭黑时会使炭黑的分散不够均匀出现凝聚。
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