白炭黑对橡胶性能的影响
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白炭黑对橡胶性能的影响是多方面的,可以从以下几个方面进行详细归纳和说明:
一、对混炼过程的影响
分散性:白炭黑粒子小,活性大,具有亲水性,因此在混炼时不易分散均匀。多量混合时,容易生成大量凝胶,使胶料硬化,生热多。为改善分散效果,建议将白炭黑分批少量地加入,并适当提高混炼温度。高温能除掉一部分白炭黑表面吸附的水分,降低粒子间的凝集力,从而提高分散性。
生热性:由于白炭黑在混炼过程中易生成凝胶,导致生热增加。适当控制加入量和提高混炼温度可以有效减轻生热性。
二、对胶料门尼粘度的影响
门尼粘度提升:随着白炭黑填充量的增加,胶料的门尼粘度会提高。这是因为白炭黑与橡胶分子结合生成了凝胶,阻碍了橡胶分子及其链段的活动性。门尼粘度的增加会导致粘着性锐减,因此在实际应用中可能需要多加软化剂。
三、对硫化过程的影响
迟延硫化作用:白炭黑粒子小,比表面积大,其表面上的-OH基对促进剂有较强的吸附作用,因此有明显的迟延硫化作用。为减弱这种影响,应适当提高促进剂的用量,或加入能与-OH基优先产生吸附的物质(如二甘醇、三乙醇胺、聚乙烯醇等)。
硫化胶性能:白炭黑对硫化胶的补强效能随其粒子大小和表面所含-OH基的数量和性质而定。粒子越小,补强效果越大。含有白炭黑的硫化胶具有较高的拉伸强度和撕裂强度,生热少,耐热性和电绝缘性好,但永久变形较大。
四、对硫化胶物理性能的影响
拉伸强度和撕裂强度:白炭黑能显著提高硫化胶的拉伸强度和撕裂强度。在硅橡胶中加人气相法白炭黑后,拉伸强度可提高约十倍。
耐热性和电绝缘性:白炭黑赋予硫化胶良好的耐热性和电绝缘性。
永久变形:含有白炭黑的硫化胶永久变形相对较大,这是需要注意的一个方面。
五、在轮胎中的应用
改善综合性能:在越野胎、工程轮胎、子午胎等生产中使用白炭黑,可以显著改善轮胎的综合性能,提高行驶里程。
降低滚动阻力:使用白炭黑取代炭黑可以有效降低轮胎的滚动阻力,减少燃料消耗。例如,使用全白炭黑的胎面胶料可降低20%的滚动阻力及50%左右的胎面滞后性能。
提高安全性能:白炭黑还能显著提高轮胎的防滑性能和安全性能。
综上所述,白炭黑对橡胶性能的影响是显著的,既有积极的一面(如提高拉伸强度、耐热性、电绝缘性等),也有需要注意的方面(如迟延硫化、永久变形大等)。在实际应用中,应根据具体需求选择合适的白炭黑种类和添加量,并采取适当的工艺措施以充分发挥其优势。