炭黑在橡膠工業(yè)中被廣泛使用，是一種黑色粉末，具有高表面積和高吸附性能。炭黑對(duì)橡膠的性能有很大的影響，如增加強(qiáng)度、改善耐磨性、增加硬度等。因此，炭黑分散等級(jí)對(duì)橡膠加工工藝和橡膠產(chǎn)品性能具有重要影響。
一、炭黑分散等級(jí)的定義和分類
炭黑分散等級(jí)是指炭黑在橡膠中分散均勻的程度，它是影響橡膠性能的關(guān)鍵因素之一。炭黑分散等級(jí)一般按ASTM D2663標(biāo)準(zhǔn)分為五級(jí)：
1. 優(yōu)等分散：炭黑在橡膠中分散均勻，沒(méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象，沒(méi)有明顯的黑點(diǎn)和白點(diǎn)。
2. 良好分散：炭黑在橡膠中分散均勻，沒(méi)有嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象，僅有少量的黑點(diǎn)和白點(diǎn)。
3. 中等分散：炭黑在橡膠中分散不均勻，有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，且有較多的黑點(diǎn)和白點(diǎn)。
4. 不良分散：炭黑在橡膠中團(tuán)聚嚴(yán)重，分散不均勻，有大量的黑點(diǎn)和白點(diǎn)。
5. 極差分散：炭黑在橡膠中團(tuán)聚非常嚴(yán)重，幾乎不分散，有很多的黑點(diǎn)和白點(diǎn)。
二、炭黑分散等級(jí)的影響因素
1. 炭黑本身的特性
炭黑的細(xì)度、比表面積、粘度和尺寸分布等特性會(huì)影響炭黑的分散性。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)度越小、比表面積越大的炭黑分散性越好，但過(guò)小的炭黑粒徑會(huì)導(dǎo)致團(tuán)聚現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)凝塊。
2. 橡膠配方
橡膠配方中的成分和質(zhì)量也會(huì)影響炭黑分散性。例如，橡膠中的硫化劑、加工油和硫化活性會(huì)影響炭黑與橡膠的相互作用，從而影響炭黑的分散性。
3. 橡膠加工工藝
橡膠加工工藝對(duì)炭黑分散等級(jí)也有很大影響。橡膠加工時(shí)，炭黑要與橡膠攪拌混合，使炭黑均勻地分散在橡膠中。如果在攪拌過(guò)程中溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致炭黑在橡膠中團(tuán)聚，降低炭黑分散等級(jí)。因此，在橡膠加工中應(yīng)采取科學(xué)合理的工藝措施，以提高炭黑分散等級(jí)。
三、炭黑分散等級(jí)與橡膠加工工藝的關(guān)系
在橡膠加工中，炭黑分散等級(jí)直接影響橡膠的性能和品質(zhì)，下面將從橡膠混煉、擠壓和成型等方面介紹炭黑分散等級(jí)與橡膠加工工藝的關(guān)系。
1. 橡膠混煉
混煉是橡膠加工的核心過(guò)程，它對(duì)炭黑分散等級(jí)和橡膠制品的質(zhì)量和性能影響較大。在混煉時(shí)，應(yīng)控制溫度、時(shí)間和混煉過(guò)程中的剪切力，以保證炭黑充分分散并使橡膠與炭黑之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。混煉時(shí)間過(guò)短或溫度過(guò)高會(huì)促使炭黑聚集，導(dǎo)致炭黑分散等級(jí)下降，從而使橡膠制品的質(zhì)量受到影響。
2. 橡膠擠壓
在橡膠擠壓過(guò)程中，炭黑的分散等級(jí)對(duì)橡膠的擠出性能、外觀質(zhì)量和硬度等性能參數(shù)具有重要影響。如果炭黑分散等級(jí)較高，橡膠擠出后表面光滑、無(wú)氣泡，硬度、拉伸、撕裂強(qiáng)度等性能指標(biāo)也較好;反之，炭黑分散等級(jí)較低則會(huì)產(chǎn)生氣泡、縮孔等表面缺陷，使橡膠制品的性能指標(biāo)明顯下降。
3. 橡膠成型
橡膠成型是橡膠加工的最后一道工序，其中壓縮成型是應(yīng)用最廣泛的成型方式之一。炭黑的分散等級(jí)對(duì)壓縮成型的影響較大，因?yàn)檩^高的炭黑分散等級(jí)可以更好地填充橡膠中的空隙，使制品的密度更加均勻，結(jié)合力更加牢固。相反，炭黑分散等級(jí)較低則會(huì)導(dǎo)致制品表面不光滑、中空度大、強(qiáng)度低等缺陷。
四、總結(jié)
炭黑分散等級(jí)在橡膠加工和橡膠制品的生產(chǎn)過(guò)程中扮演著很重要的角色。炭黑分散等級(jí)受炭黑本身特性、橡膠配方和加工工藝等多種因素影響。因此，在橡膠加工過(guò)程中，應(yīng)采取科學(xué)合理的工藝措施，使炭黑分散均勻，以提高橡膠制品的質(zhì)量和性能。
