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炭黑在橡胶中的分散


炭黑在橡胶中的分散:

炭黑在 共混橡胶中的分布是不均衡的,受橡胶种类,粘度,与配合剂亲和性,配合剂种类和用量,混炼条 件等各种因素的影响,并对橡 胶辊的性能产生重要影响。

橡胶的 亲和性会影响炭黑的分布,其亲和 性按下列顺序递减:顺丁橡胶>丁苯橡胶>氯丁橡胶>丁腈橡胶>天然橡胶>三元乙丙橡胶>丁基橡胶。

亲和性 与橡胶大分子链的柔性和双键有关。顺丁橡胶因柔性大,不饱和度高等,与炭黑结合力最强,而丁基 橡胶因不饱和度低与炭黑结合力最弱。两种橡 胶的不饱和度相差越大,共混时 两胶相中炭黑含量差别越显著。

橡胶的 黏度会影响炭黑的分布。一般,炭黑倾 向于分布在黏度较低的胶相中。混炼方 法对炭黑在共混胶中的分布有很大影响。

炭黑分 散度的影响因素: 炭黑的 混炼构成了混炼工艺中的主要内容之一。如果炭黑分散不良,则橡胶 的性能明显下降。

炭黑结构的影响:

1、炭黑结构程度不同,混入橡 胶的时间也不同,混入橡 胶的时间也不同,混入时 间随着炭黑结构程度的增大而增加。炭黑在 胶料中的分散时间随其结构性增大而减少,因为结构越高的炭黑,混入胶 料后黏度上升越高,在混炼 中剪切应力也越大,达到一 定分散度的时间越短。不同结 构性炭黑的母炼胶制备特性不同。

2、炭黑粒径的影响,一般说来,与结构性相似,炭黑粒径小,总表面积大,总表面能也较大,要使橡 胶与炭黑互相湿润,所需能量也大,所以混 入时间比粗粒子炭黑长。在结构 性相同的条件下,炭黑粒径越小,分散越难,所需时间越长。

3、炭黑造粒特性的影响,就混入时间来说,大颗粒 炭黑的混入时间比小颗粒长,颗粒结 合力强者混入时间比结合力弱者短。但是就分散来说,炭黑颗 粒结合强度低者容易分散,因此硫 化胶力学性能也较高。在一般情况下,胶料从 密炼机排出后再用开炼机捏炼,因而并 无分散不良问题。

4、装料系 数对炭黑分散的影响,生胶对 补强填充剂有一定的选择性,如槽法 炭黑适用于天然橡胶,炉法炭 黑适用于合成橡胶。炭黑添加量较大,为了获得良好的分散,应采取 分批添加或添加炭黑母胶的方法。特别应 避免与软化剂同时加入,以防止炭黑结团,一般要 待炭黑分散均匀后再加软化剂。

5、软化剂 对炭黑分散的影响,软化剂 又称增塑剂或操作油,用以改 善橡胶的操作性能。天然橡 胶操作性能较好,对软化 剂操作油依赖性较小。合成橡 胶特别是丁苯橡胶大量应用以后,因其工 艺性能不如天然橡胶,操作油用量随之增大。软化剂 在橡胶中的用量少者5份,多者可达40份,品种主 要有石油系列软化剂,植物油系列软化剂,煤焦油 系列软化剂和酯类增塑剂等四大类。

为了提高分散度,必须先 加入炭黑后加油,而且炭 黑和油分开加入,这是橡 胶混炼操作的一项工艺原则。

此外,加油方法也很重要。如果用油量较多,则宜分批加入,否则会延迟混炼时间,软化剂 应避免与粉状填充剂一起加入,以防结团,目前较 多采用填充剂全部混入后再加软化剂的办法,但油类 软化剂也可与部分填料一起加入。

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