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炭黑在橡胶中的使用

2020-12-22 08:55:02

所谓配方设计,就是根据产品的性能要求和工艺条件合理地选用原材料,确定各种原材料的用量配比关系。橡胶材料是生胶与多种配合剂构成的多相体系,橡胶材料中各个组分之间存在着复杂的化学和物理作用,配方设计的目的就是根据聚合物结构理论与橡胶制品性能之间的有机联系,寻求各种配合剂的最佳配比组合,使橡胶制品的使用性能、生产成本和工艺可行性三方面取得最佳的综合平衡。另外,由于橡胶加工工艺条件的不同,即使相同的原材料配方,橡胶制品的性能也不会完全相同。対此,应提醒配方工作者给以充分的注意。

1、炭黒品种的选择

炭黑在橡胶中的补强作用是很复杂的,而且有时是互相矛盾的,为 了兼顾各项橡胶性能和成本等,在配方设计时应全面考虑,尽量使配方 设计合理化。例如,胎面胶和输送带的覆盖胶是以耐磨和抗穿刺为主, 宜选用耐磨性高的硬质炭黑。如果对强度的要求不太严格,同时又需要保持一定柔软性的制品,可选用SRF和GPF等软质炭黑.特别是当胶料硬度(邵尔)达到80以上时,硬质炭黑和软质炭黑拉伸强度的差别已经缩小,选用软质炭黑可以降低生产成本。

一般来讲,各种炭黑的配合效果如下

① 以普通补强为主导的:FF>FEF>GPF>SRF。

② 以耐磨耗为主导的;SAF>ISAF>HAF>MAF(FEF)0

③ 以拉伸强度为主导的:SAF-LS>ISAF-LS>HAF-LS(CRF)。

④ 以撕裂强度为主导的:MPC>EPC,瓦斯槽黑滚筒炭黑>混气槽黑。

⑤ 以定伸应力为主导的:SAF-HS> 1SAF-HS, 1SAF-HM >H AF- HSO

®以导电为主导的:ECF>SCF>CF,乙焕炭黑。

⑦以弹性及压缩变形为主导的:MT〉FT,灯烟炭黑〉喷雾炭黑。

选用炭黑时还应考虑橡胶本身的性质,例如,顺橡胶本身的粘度低、弹性高、较柔软,但是强度较低,故宜选用结构性较高的细粒子炉法炭黑,如ISAF、HAF等炭黑,以提高它的模量和强度。丁苯橡胶本身弹性较差,强度不高,动态变形时生热校大,故不宜使用粒子太细的SAF及1SAF炭黑,可配用粒子稍大的HAF炭黑。丁基橡胶由于不饱和度很低,本身化学活性小,分子构型特点又决定了它的弹性差,滞后损失大,所以不能采用高结构的炭黑,而应选用粒了细、结构低、活性高的槽法炭黑或代槽炉黑CRF。槽法炭黑由于收率低,成本高,易污染环境,现在产量和用量均已很小,主要用于高强度、高撕裂强度的大型工程轮胎等特殊制品。滚筒炭黑、混气炭黑也务被标准结构或低结构油炉法炭黑取代。