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    炭黑粒徑對橡膠性能的影響

       時間:2024-01-26 來源:互聯網發表評論

    炭黑是一種重要的填料材料,在橡膠行業中被廣泛應用。它可以增強橡膠的機械性能、耐磨性、耐候性、耐化學腐蝕性和導電性等,同時也可以降低橡膠的成本。炭黑的粒徑對橡膠的性質有很大的影響,因此在橡膠硫化過程中,選擇適當粒徑的炭黑對于得到理想的橡膠性能非常重要。

    炭黑的粒徑通常用比表面積或沉降體積來表示,一般分為大顆粒炭黑(DBP吸附值在100-130mL/100g)和小顆粒炭黑(DBP吸附值在60-80mL/100g)兩種。對于同一種炭黑,不同粒徑會影響它在橡膠復合材料中的分散性、填充性、增強作用和耐久性等方面的性能。

    1.炭黑粒徑對橡膠硫化動力學的影響

    在橡膠硫化過程中,炭黑和橡膠之間的交互作用對硫化動力學有很大的影響。炭黑可以促進橡膠的交聯反應,提高硫化速率。然而,粒徑較大的炭黑表面積較小,與橡膠分子的接觸面積也較小,這會限制炭黑對橡膠的交聯反應的作用,導致硫化速率較慢。相反,粒徑較小的炭黑具有更大的比表面積和更多的表面官能團,可以更好地與橡膠分子接觸,在短時間內完成交聯反應,提高硫化速率。

    2.炭黑粒徑對橡膠的機械性能的影響

    炭黑可以增強橡膠的硬度、模量、耐磨性和抗裂性等機械性能。在相同填充量的情況下,粒徑較小的炭黑可以更好地填充橡膠空隙,增加橡膠的機械強度和剛度。與此相反,粒徑較大的炭黑填充效果較差,對橡膠機械性能的提高作用也不如粒徑較小的炭黑明顯。

    3.炭黑粒徑對橡膠導電性的影響

    炭黑具有良好的導電性能,可以被用作導電填料。導電橡膠在工業上有廣泛的應用,如電纜、防靜電地板、電子元件的密封、防雷擊材料等。炭黑的粒徑對橡膠導電性能有很大的影響。粒徑較大的炭黑導電性不如粒徑較小的炭黑。這是因為粒徑較小的炭黑具有更多的表面空間和表面官能團,能夠更好地與橡膠分子接觸形成導電網絡,提高導電性能。

    4.炭黑粒徑對橡膠的耐久性的影響

    炭黑可以提高橡膠的耐磨性、耐候性和耐化學腐蝕性。在相同填充量的情況下,粒徑較小的炭黑表面積更大,與橡膠分子接觸更緊密,可以提高炭黑的分散性和填充性,進而增強橡膠的耐久性。此外,小顆粒炭黑捕捉自由基和抗氧化性能也較好,能夠延緩橡膠的老化過程。

    炭黑的粒徑在橡膠硫化過程中具有重要的影響,會影響炭黑的分散性、填充性、增強作用和耐久性,從而決定橡膠的性能。在橡膠配方中,應根據不同的應用領域和目標性能選擇合適的炭黑粒徑。

     
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