炭黑的化學(xué)性、粒徑與橡膠性能的關(guān)系
一、炭黑的化學(xué)活性與橡膠性能的關(guān)系
炭黑的化學(xué)活性對補(bǔ)強(qiáng)性能具有重要作用。實驗證明,化學(xué)活性高的炭黑,其補(bǔ)強(qiáng)作用大;而化學(xué)活性低的炭黑(如石墨化炭黑)其補(bǔ)強(qiáng)作用就非常小。這是因為,化學(xué)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(yīng)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)量多而這種炭黑與橡膠形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),賦予硫化膠以強(qiáng)度。因此,炭黑的化學(xué)活性是構(gòu)成補(bǔ)強(qiáng)性能的最基本因素,稱為影響炭黑補(bǔ)強(qiáng)性能的第一因素(或強(qiáng)度因素)。炭黑的活性越大,混煉時生成的結(jié)合橡膠數(shù)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(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨性等提高經(jīng)研究,在炭黑表面的活性點中,含氧官能團(tuán)對不飽和橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用極微,這也是近代發(fā)展?fàn)t法炭黑而較少采用槽法炭黑的原因之但含氧官能團(tuán)對飽和度高的橡膠(如IR)的補(bǔ)強(qiáng)作用則有較大獻(xiàn)。
二、炭黑的粒徑與橡膠性能的關(guān)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(zhì)量炭黑的活性點也越多,這就能更好地發(fā)揮炭黑對橡膠的化學(xué)結(jié)合和物理吸咐作用,從而提高了補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)。所以,炭黑的粒徑是影響炭黑補(bǔ)強(qiáng)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(qiáng)度、定伸應(yīng)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(jié)團(tuán),而導(dǎo)致混煉時分散困難并使可望性下降,壓出性能變壞。