在現(xiàn)代橡膠工業(yè)中，混煉膠作為連接塑料、橡膠等物質(zhì)的重要材料，其性能的優(yōu)化對于提升最終產(chǎn)品的質(zhì)量和耐久性至關(guān)重要。其中，白炭黑作為一種關(guān)鍵的補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑，在提高混煉膠的黏附力、耐水性、增稠性和綜合性能方面發(fā)揮著重要作用。本文將探討混煉膠粘輥增加白炭黑的必要性、效果、常見問題及解決方案。
一、白炭黑在混煉膠中的作用
白炭黑，又稱白色粉狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品，主要包括沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅等。它以其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在橡膠工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
增稠與增粘：白炭黑具有較大的比表面積，這使得它在混煉膠中能夠有效增加粘合劑的增稠性，提高混煉膠的粘附力和黏度，使其更加稠滯。這一特性對于防止混煉膠在加工過程中流淌或變形至關(guān)重要。
耐水性提升：混煉膠容易受水分和潮濕環(huán)境的影響，導(dǎo)致黏合不良。添加適量白炭黑可以顯著提高混煉膠的耐水性，增加黏合物的耐久性，從而延長產(chǎn)品的使用壽命。
補(bǔ)強(qiáng)作用：白炭黑在橡膠中主要作為補(bǔ)強(qiáng)劑使用，能顯著提升橡膠的模量、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐磨耗性能。氣相白炭黑由于其高純度和高比表面積，補(bǔ)強(qiáng)效果尤為顯著。
改善加工性能：雖然白炭黑的加入可能會在一定程度上增加混煉膠的粘度，但通過合理的配方設(shè)計(jì)和加工工藝，可以平衡其補(bǔ)強(qiáng)效果與加工性能的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)最佳性價(jià)比。
二、混煉膠粘輥增加白炭黑的實(shí)踐
在混煉膠的生產(chǎn)過程中，將白炭黑添加到粘輥上，可以進(jìn)一步提高混煉膠的均勻性和性能。然而，這一過程中也需要注意一些問題。
添加量的確定：白炭黑的添加量應(yīng)根據(jù)混合物中的固體質(zhì)量占比來決定。通常建議含量為混合物總量的2%至5%。添加過多可能會導(dǎo)致混煉膠硬度過高、加工困難，而添加過少則可能無法達(dá)到預(yù)期的補(bǔ)強(qiáng)效果。
預(yù)處理與分散：白炭黑容易團(tuán)聚和結(jié)塊，因此在添加前需要進(jìn)行預(yù)處理，如使用硅烷偶聯(lián)劑等表面改性劑，以提高其在混煉膠中的分散性。同時(shí)，在混煉過程中，應(yīng)保持較高的剪切力，以破壞白炭黑的聚集體粒子，實(shí)現(xiàn)更好的分散效果。
加工工藝的優(yōu)化：混煉膠的加工工藝對白炭黑的分散和補(bǔ)強(qiáng)效果有顯著影響。例如，適當(dāng)提高混煉溫度有助于除掉白炭黑表面吸附的水分，降低粒子間的凝聚力，從而有助于其在膠料中的分散。此外，停放和返煉工藝也對混煉膠的結(jié)構(gòu)和性能有重要影響。
三、常見問題及解決方案
脫模效果不佳：在混煉膠中添加大量白炭黑時(shí)，有時(shí)會出現(xiàn)脫模困難的問題。這可能是由于白炭黑增加了混煉膠的粘度，使得其與模具之間的摩擦力增大。為了改善脫模效果，可以選用一些進(jìn)口的內(nèi)脫模劑，或者增加硅烷偶聯(lián)劑的使用量，以提高白炭黑在混煉膠中的分散性和相容性。
結(jié)構(gòu)化效應(yīng)：白炭黑，特別是氣相法白炭黑，在混煉膠中容易形成結(jié)構(gòu)化效應(yīng)，即隨著停放時(shí)間的延長，混煉膠的硬度增加，甚至無法返煉。這可能是由于硅膠端基與白炭黑表面羥基縮合或形成氫鍵所致。為了防止結(jié)構(gòu)化效應(yīng)，可以在混煉時(shí)加入羥基硅油、二苯基硅二醇等可以與白炭黑表面羥基發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，或者預(yù)先將白炭黑表面改性，去掉部分表面羥基。
對硫化體系的影響：白炭黑表面的大量羥基會對硫化促進(jìn)劑產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附作用，從而延遲硫化過程。為了避免這種現(xiàn)象，可以適當(dāng)提高促進(jìn)劑的用量，或者采用活性劑使活性劑優(yōu)先吸附在白炭黑表面，減少對促進(jìn)劑的吸附。
四、結(jié)論與展望
混煉膠粘輥增加白炭黑可以顯著提升混煉膠的性能，包括增稠性、耐水性、補(bǔ)強(qiáng)作用和加工性能等。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中也需要注意白炭黑的添加量、預(yù)處理與分散、加工工藝的優(yōu)化以及常見問題的解決。未來，隨著橡膠工業(yè)的不斷發(fā)展和對高性能橡膠制品需求的增加，白炭黑在混煉膠中的應(yīng)用將更加廣泛和深入。同時(shí)，也需要不斷探索新的制備方法和改性技術(shù)，以提高白炭黑的分散性和補(bǔ)強(qiáng)效果，進(jìn)一步推動橡膠工業(yè)的發(fā)展。
