炭黑的化學性、粒徑與橡膠性能的關系

一、炭黑的化學活性與橡膠性能的關系

炭黑的化學活性對補強性能具有重要作用。實驗證明,化學活性高的炭黑,其補強作用大;而化學活性低的炭黑(如石墨化炭黑)其補強作用就非常小。這是因為,化學活性高的炭黑,表面上的活性點多,在煉膠與硫化過程中,與橡膠分子反應形成的網絡結構數量多而這種炭黑與橡膠形成的網絡結構,賦予硫化膠以強度。因此,炭黑的化學活性是構成補強性能的最基本因素,稱為影響炭黑補強性能的第一因素(或強度因素)。炭黑的活性越大,混煉時生成的結合橡膠數量越多,從而使膠料的門尼黏度提高,壓出時口形膨脹率和半成品收縮率加大,壓出速度減慢;而硫化膠的拉伸強度、撕裂強度、耐磨性等提高經研究,在炭黑表面的活性點中,含氧官能團對不飽和橡膠的補強作用極微,這也是近代發展爐法炭黑而較少采用槽法炭黑的原因之但含氧官能團對飽和度高的橡膠(如IR)的補強作用則有較大獻。

二、炭黑的粒徑與橡膠性能的關系

既然炭黑的活性點是存在于炭黑的表面上,因此炭黑粒子越小比表面積就越大,相同質量炭黑的活性點也越多,這就能更好地發揮炭黑對橡膠的化學結合和物理吸咐作用,從而提高了補強效應。所以,炭黑的粒徑是影響炭黑補強性能的第二個因素,即廣度因素。炭黑的粒徑越小,硫化膠的拉伸琄度、撕裂強度、定伸應力、耐磨性、硬度越高,耐屈撓龜裂性能越好,回彈性和扯斷伸長率越小。但粒徑過小,會因粒子間疑聚力大,易結團,而導致混煉時分散困難并使可望性下降,壓出性能變壞。

橡膠襯板