[理学]补强与填充体系二组ppt课件

1、炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 炭黑的粒径、构造和外表性质等性能对橡炭黑的粒径、构造和外表性质等性能对橡胶的加工性能有重要的影响，表如今混炼、压延、胶的加工性能有重要的影响，表如今混炼、压延、压出和硫化各工艺过程中及混炼胶的流变性能上。压出和硫化各工艺过程中及混炼胶的流变性能上。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响一一.炭黑性质对混炼的影响炭黑性质对混炼的影响 1.炭黑的粒径和构造对混炼的影炭黑的粒径和构造对混炼的影响响 炭黑的粒径、构造和外表性质炭黑的粒径、构造和外表性质对混炼过程和混炼胶性质均有影响。对混炼过程和

2、混炼胶性质均有影响。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响(1)炭黑性质对混炼吃料及分散的影响炭黑性质对混炼吃料及分散的影响炭黑的粒径越细混炼越困难，吃料慢，炭黑的粒径越细混炼越困难，吃料慢，耗能高，生热高，分散越困难。这主要耗能高，生热高，分散越困难。这主要是由于粒径小，比外表积大，需求潮湿是由于粒径小，比外表积大，需求潮湿的面积大。的面积大。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 炭黑构造对分散的影响也很明显。高构造比低构造炭黑构造对分散的影响也很明显。高构造比低构造吃料慢，但分散快。这是由于构造高，其中空隙体积吃料慢，但分散快。这是由于构造高，其中空隙体积比较大，排除

3、其中的空气需求较多的时间，而一旦吃比较大，排除其中的空气需求较多的时间，而一旦吃入后，构造高的炭黑易分散开。入后，构造高的炭黑易分散开。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响(2)炭黑性质对混炼胶粘度的影响炭黑性质对混炼胶粘度的影响混炼胶的粘流性在加工过程中非常重要。混炼胶的粘流性在加工过程中非常重要。普通炭黑粒子越细、构造度越高、填充量越普通炭黑粒子越细、构造度越高、填充量越大、外表活性越高，那么混炼胶粘度越高，大、外表活性越高，那么混炼胶粘度越高，流动性越差。流动性越差。 炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 炭黑粒径越

4、小，填充量越高，混炼胶的炭黑粒径越小，填充量越高，混炼胶的粘度越高，结合胶量也越多；炭黑的构造粘度越高，结合胶量也越多；炭黑的构造度越高，包容胶量越多，炭黑的有效填充度越高，包容胶量越多，炭黑的有效填充体积分数增大，混炼胶粘度也提高。体积分数增大，混炼胶粘度也提高。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响混炼时间与胶料流变性及硫化胶强伸性能的关系混炼时间与胶料流变性及硫化胶强伸性能的关系炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响2.混炼过程中炭黑聚集体的断裂混炼过程中炭黑聚集体的断裂 混炼中炭黑会断裂。用热解方法及溶混炼中炭黑会断裂。用热解方法及溶解方法特殊处置除去结合胶的影响从

5、解方法特殊处置除去结合胶的影响从SBR1500家家50份炭黑的混炼胶中分别出炭份炭黑的混炼胶中分别出炭黑，用电镜和黑，用电镜和DBP法测定聚集体的形状构法测定聚集体的形状构造。聚集体的吸油值、投影面积、重均粒造。聚集体的吸油值、投影面积、重均粒数数NP,W)均减少，阐明混炼过程中聚集均减少，阐明混炼过程中聚集体断裂。体断裂。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响SBR-1500加加50份炭黑混炼胶中炭黑聚集体的断裂份炭黑混炼胶中炭黑聚集体的断裂炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影

6、响3.炭黑及无机填料的分散性炭黑及无机填料的分散性 炭黑与普通无机填料在橡胶中炭黑与普通无机填料在橡胶中的分散性有本质区别。普通无机填的分散性有本质区别。普通无机填料对于橡胶类有机聚合物的亲和性料对于橡胶类有机聚合物的亲和性低于炭黑的亲和性。低于炭黑的亲和性。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 实际证明，无机填料在橡胶中很难以实际证明，无机填料在橡胶中很难以一次构造方式单个地分散开，而主要是以一次构造方式单个地分散开，而主要是以很多成百上千个一次粒子结团在一同很多成百上千个一次粒子结团在一同的方式存在。所以从本质上说，在通常的的方式存在。所以从本质上说，在通常的混炼条件下他没有才

7、干到达主要以单个一混炼条件下他没有才干到达主要以单个一次构造的方式分散在橡胶中的真分散。次构造的方式分散在橡胶中的真分散。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响而在一样条件下炭黑主要以单个炭黑而在一样条件下炭黑主要以单个炭黑聚集体方式分散在胶中，它的才干到聚集体方式分散在胶中，它的才干到达真分散。达真分散。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响二、炭黑性质对压延和压出的影响二、炭黑性质对压延和压出的影响 压延、压出是橡胶加工的重要过程，压延、压出是橡胶加工的重要过程，对压延、压出来说，最重要的是收缩率对压延、压出来说，最重要的是收缩率纵向、膨胀率横向要小，外表光纵向、膨胀率

8、横向要小，外表光滑，棱角畸变小。能否填充、填料性质，滑，棱角畸变小。能否填充、填料性质，特别是形状炭黑构造对其影响很大。特别是形状炭黑构造对其影响很大。 炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 普通来说，炭黑的构造性高，混炼胶的压出工艺性能较好，普通来说，炭黑的构造性高，混炼胶的压出工艺性能较好，口型膨胀率小，半废品外表光滑，压出速度快。炭黑用量的影响也很口型膨胀率小，半废品外表光滑，压出速度快。炭黑用量的影响也很重要，用量多，膨胀率小，所以重要，用量多，膨胀率小，所以FEF等快压出炭黑适用于压出胶料。等快压出炭黑适用于压出胶料。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响填料的

9、压延效应填料的压延效应 普通规律是填料用料越多，易普通规律是填料用料越多，易压出，碳黑外表活性对压延、压出压出，碳黑外表活性对压延、压出无明显影响。普通的无机填料因粒无明显影响。普通的无机填料因粒子的长轴或粒子的片状沿压延或压子的长轴或粒子的片状沿压延或压出方向取向而引起了压延效应，这出方向取向而引起了压延效应，这是胶片的某些性能会出现各向异性是胶片的某些性能会出现各向异性，为区别于大分子链的压延效应，为区别于大分子链的压延效应，往往也称为粒子效应。往往也称为粒子效应。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 碳黑的性质与压出口型膨胀的关系碳黑的性质与压出口型膨胀的关系 橡胶在压出口型

10、时会产生口型膨胀景象，也称橡胶在压出口型时会产生口型膨胀景象，也称为为arus效应，缘由是橡胶的弹性记忆效效应，缘由是橡胶的弹性记忆效应。应。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响Cotton用用Instron毛细管流变仪测定了口型膨胀毛细管流变仪测定了口型膨胀率与管壁的剪切应力的关系率与管壁的剪切应力的关系实验验证了在该条件下毛细管长径比大于实验验证了在该条件下毛细管长径比大于15时，时，口型膨胀率表观上与压出温度、速度、相对分子口型膨胀率表观上与压出温度、速度、相对分子质量分布等无关，只与剪切应力有比例关系，由质量分布等无关，只与剪切应力有比例关系，由于这些要素均可包容在剪切应力

11、中。于这些要素均可包容在剪切应力中。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑外表活性的影响炭黑外表活性的影响 外表活性和上面温度等压出条件一样对外表活性和上面温度等压出条件一样对口型膨胀率与剪切应力成比例关系无关。口型膨胀率与剪切应力成比例关系无关。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑用量的影响 一样剪切应力下，填充量高，口型膨胀率小。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 炭黑用量经体积分数炭黑用量经体积分数校正后炭黑校正后炭黑的用量比干扰口型膨胀率的用量比干扰口型膨胀率B和剪切应和剪切应力的关系。力的关系

12、。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 炭黑用量的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响构造的影响 炭黑构造对压出的影响是显著的，构造高那么膨胀率低炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响构造的影响构造的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响三、炭黑性质对硫化的影响三、炭黑性质对硫化的影响一炭黑外表性质的影响一炭黑外表性质的影响 炭黑外表酸性基团含量多，炭黑外表酸性基团含量多，PH低，低，对于促进剂对于促进剂D的吸附量大，相应地减的吸附量大，相应地减少了促进剂少了促进剂D的用量，因此回会迟延的用量，因此回会迟延硫化。硫化。炭黑对橡胶加工性能的影响

13、炭黑对橡胶加工性能的影响 另外炭黑外表酸性基团能妨碍自在另外炭黑外表酸性基团能妨碍自在基的构成，又能在硫化初期抑制双基硫基的构成，又能在硫化初期抑制双基硫的产生，所以会迟延硫化，起到较好的的产生，所以会迟延硫化，起到较好的防焦烧作用。而防焦烧作用。而PH值高的炉法炭黑普通值高的炉法炭黑普通无迟延景象。无迟延景象。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响 1.炭黑的外表酸碱性与橡胶性能的关系炭黑的外表酸碱性与橡胶性能的关系 炭黑的外表酸碱性那么直接影响胶料的硫化炭黑的外表酸碱性那么直接影响胶料

14、的硫化速度。呈酸性的槽法炭黑有迟延硫化作用，普通速度。呈酸性的槽法炭黑有迟延硫化作用，普通不易引起焦烧；而呈碱性的炉法及热裂法炭黑那不易引起焦烧；而呈碱性的炉法及热裂法炭黑那么有促进硫化的作用，因此当大量运用炉法炭黑么有促进硫化的作用，因此当大量运用炉法炭黑时，有引起胶料焦烧的危险。时，有引起胶料焦烧的危险。 炭黑的粒径、构造性、外表粗糙度及炭黑用量炭黑的粒径、构造性、外表粗糙度及炭黑用量对胶料工艺性能及硫化胶物理、力学性能的规律对胶料工艺性能及硫化胶物理、力学性能的规律性影响列于表性影响列于表2和表和表3中。中。 表表2：炭黑的性质和用量对胶料工艺性能的影响：炭黑的性质和用量对胶料工艺性能的

15、影响 炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响2.无机填料的无机填料的DBA值与所需促进剂之间的关系值与所需促进剂之间的关系 某些无机填料的外表显酸性，对二丁胺某些无机填料的外表显酸性，对二丁胺DBA的吸附量大。的吸附量大。DBA值单位为每公斤填值单位为每公斤填料吸附的二丁胺毫量，料吸附的二丁胺毫量，mep/kg。在。在NR中填料中填料不同不同DBA值的填料时所需值的填料时所需D和和DM促进剂数量不促进剂数量不同，如图同，如图4-20所示。有图还可见填料用量多，所示。有图还可见填料用量多，运用运用D也要相应添加。也要相应添加。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响(3)活性剂

16、的运用活性剂的运用 填料的酸性外表对与促进剂有吸附填料的酸性外表对与促进剂有吸附作用，参与活性剂可使活性剂优先吸附作用，参与活性剂可使活性剂优先吸附在填料外表，可减少对促进剂的吸附。在填料外表，可减少对促进剂的吸附。 活性剂普通是氮或氧的胺类、醇类、活性剂普通是氮或氧的胺类、醇类、醇胺类低分子化合物。醇胺类低分子化合物。炭黑对橡胶加工性能的影响炭黑对橡胶加工性能的影响4填料外表酸性对过氧化物硫化的影响填料外表酸性对过氧化物硫化的影响 酸性较强的环境会促使有机过氧化物产酸性较强的环境会促使有机过氧化物产生离子型分解，而只需自在基分解才干产生自生离子型分解，而只需自在基分解才干产生自在基交联，所以酸性外表对于过氧化物交联剂在基交联，所以酸性外表对于