橡胶补强和填充体系.pptVIP

第三章 橡胶的补强与填充体系 ;一．何谓补强与填充？ 补强：在橡胶中加入一种物质后，使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。凡具有这种作用的物质称为补强剂。 填充：在橡胶中加入一种物质后，能够提高橡胶的体积，降低橡胶制品的成本，改善加工工艺性能，而又不明显影响橡胶制品性能的行为。凡具有这种能力的物质称之为填充剂。最常用的填充剂主要是无机填料．如陶土、碳酸钙、滑石粉、硅铝炭黑等。 ;许多无机填料主要来源于矿物，价格较低，它们的应用范围也越来越广泛。在橡胶工业中它们的用量几乎达到了与炭黑相当的程度。特别是近来无机填料表面改性技术的研究与应用，使无机填料的应用领域更加广泛。 ;当然，对某一种填料往往是两种作用兼有，其中一种作用为主，例如陶土加到SBR中，主要是填充作用，但也有一定的补强作用。 ;(一)炭黑的分类 ;槽法炭黑：这种炭黑采用铁槽生产。即是使其原料燃烧的火焰从喷嘴喷出到铁槽底部，不完全燃烧的碳在底部集积，刮下后经一系列后处理而制得炭黑。转化率大约5％。特点是含氧量大(平均可达3％)，呈酸性，灰分较少。;2、按作用分类 ：; 表3—2代号中第三、四位都是数字，这些数字是任选的．代表各系列中不同牌号间的区别。例如，N330炭黑就是一种硫化速度正常(也就是炉法生产的)，平均粒径范围在26—30nm内这个系列中的典型炭黑；N347是这个系列中高结构的炭黑；N326是这个系列中的低结构炭黑；N339是这个系列中的新工艺炭黑。它们的共同特点均有N3，后面两位数字表明该系列中不同的规格。 ;二、无机填料的分类;第一种按制法及组成分类，分为二氧化硅类(包括气相法和沉淀法)和硅酸盐类(包括硅酸铝和硅酸钙)。 ;（二）碳酸钙的分类方法 ;二、结合橡胶;一、影响结合橡胶的因素 ;(二)混炼薄 通次数的影响 ; (三)、温度的影响 ;(六)陈化时间的影响 试验表明，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，因为固体填料对固体橡胶大分子的吸附不象固体填料对气体或小分子吸附那么容易，另外化学吸附部分较慢，也需要一定时间。 ;三??炭黑的补强机理 近半个世纪以来，人们对炭黑补强机理曾进行了广泛的探讨。各个作者提出的机理虽然能说明一定的问题，但有局限性。随着时间进展，对机理不断在深化完善，橡胶大分子滑动学说的炭黑补强机理是一个比较完善的理论。;橡胶大分子链滑动学说 这是比较新和比较全面的炭黑补强理论。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，有少数强的活性点以及一系列的能量不同的吸附点。吸附在炭黑表面上的橡胶链可以有各种不同的结合能量，由多数弱的范德华力的吸附以至少量强的化学吸附。吸附的橡胶链段在应力作用下会滑动伸长。 ;(1)表示胶料原始状态，长短不等的橡胶分子链被吸附在炭黑粒子表面上。 ;在适宜的情况(加膨胀)下，经过长时间，由于橡胶链的热运动，吸附与解吸附的动态平衡，粒子间分子链长度的重新分布，胶料又恢复至接近于原始状态。但是如果初次伸长的变形量大、恢复常不超过50％。 ;四、短纤维补强 ;短纤维在橡胶制品中的实际应用 ：; 3．轮胎中应用 短纤维提高耐磨耗、耐刺穿、耐撕裂性的特点在工程胎胎面胶方面很有意义。在胎面胶中掺2.5份就明显地表现出其优越性，在胎体中、三角胶条中、胎困包布胶中应用都有一定的好处。 ;五、填料的使用;2、选用填料的方法 根据上述三个原则，首先选大类。例如先要决定用粉体填料还是用短纤维；用黑色的还是用浅色的；用一般的还是用特殊性能的等。 ;3、填料性能特点举例 ;1.什么是结合橡胶?结合橡胶形成的途径有哪些?哪些因素影响结合橡胶的生成量?;六、炭黑与白炭黑的主要应用领域举例： ;美国、西欧和日本胎面也主要用N300系列，但前苏联主要用N200系列。欧美主要用N600系列。 ;橡胶补强和填充体系;炭黑在丁苯橡胶中的使用  由于丁苯橡胶是非结晶型橡胶，需要粒径小、补强性高的炭黑进行补强。粒子细，不仅分散难，而且混炼时生热高，对用于要求动态生热低的场合也不利，使用时必须充分注意。丁苯橡胶的另一特点是压出膨胀大，收缩也大，因而希望选用结构高的炭黑以有利于压出，还可提高定伸应力和耐磨耗性能。??? 炭黑用量一般可高达40～60份。炭黑用量高，软化剂用量也要高，同时要注意其在胶料中的分散。; 白炭黑(二氧化硅) Silica 白炭黑有沉淀法白炭黑和气相法之分，均以SiO2为主要成分，为白色无定形粉状物，质轻而松散。不溶于水及酸，溶于氢氧化钠及氢氟酸，高温不分解，绝缘性高，有吸湿性。在橡胶工业中主要作补强剂，补强效果超过任何一种其它白色补强剂。补强性能主要取决于表面积、结构性和表面化学性质。 气相法白炭黑与