白炭(tàn)黑在生(shēng)產混合矽橡(xiàng)膠過程中的作(zuò)用有哪些
? 白炭黑是生產混(hún)煉矽橡膠的(de)重(chóng)要原料,在生產原膠時,加多少?什麽時候加?都會影響到(dào)矽橡膠原(yuán)料的性能。本文就來說說(shuō)白炭黑對膠料的影(yǐng)響。
一、膠料的混煉與分散(sàn)
白炭黑由(yóu)於表麵積很大,總趨向於二次聚集,加之在空氣中極易吸收水分,致使羥基間易產生很強的氫鍵締合,進一步提高了顆粒間的凝聚力(lì),所以白炭黑的混煉與分(fèn)散要比炭黑困難得多,而且在多量配(pèi)合時,還容易生成凝膠,使膠料(liào)硬化,混煉時生熱大。為獲得良好的分散,就要求初始混煉時,保持盡可能高的剪切力,以便使白炭黑的(de)這些聚集(jí)體粒子盡可能被破壞,而(ér)又不致使橡膠分子鏈發生過多的機械降解。為此,白炭黑應分批少量加入,以降低生熱。適當提高混煉溫度,有利於除掉一(yī)部分白炭黑(hēi)表麵吸附水分,降低粒子間的凝聚力(lì),有助於(yú)白(bái)炭(tàn)黑在膠料中的分散。

二、白炭(tàn)黑補強矽膠混煉膠中的結構控製
白炭黑,特別是氣相法(fǎ)白炭黑(hēi)是(shì)矽(guī)膠的補強劑,但有一個使混煉膠硬(yìng)化的問題,一般稱為“結構化效應”。其結構化隨膠料停放時間延長(zhǎng)而增加,甚至嚴重到無法返煉、報(bào)廢的程度。對此有兩種解釋,一種認(rèn)為是矽膠端基與白炭黑表麵羥基縮合;另一方麵(miàn)認(rèn)為矽膠矽氧鏈節與白炭黑表(biǎo)麵羥基形成氫鍵。
防止結(jié)構化有兩個途徑,其一是混煉(liàn)時加入(rù)某些可以與白炭黑表麵羥基發生反應的物(wù)質,如羥基矽油、二苯基矽二醇、矽氮烷等。當使用二苯基矽(guī)二醇時,混煉後應在160~200℃下處(chù)理0.5~1h。這樣就可以(yǐ)防(fáng)止白炭黑填充矽膠的結構化。另一途(tú)徑是預先將白炭黑表麵改性,先(xiān)去掉部分表麵(miàn)羥基,從根本上消除結構化(huà)。
三、膠料的門尼粘度
白炭黑生成凝膠的能力與炭黑不(bú)相上下,因此在混(hún)煉白炭黑時,膠料的門尼粘度提高,故在含白炭黑的膠料配方中軟化劑的選(xuǎn)擇和用量很重(chóng)要。在IIR中往往加入石蠟烴類、環烷烴類和芳香烴(tīng)類,用量視白炭黑用量多少及門尼(ní)粘度大小而異(yì),一(yī)般可達15-30%。在NR中,以植物性軟化劑如鬆(sōng)香油、妥爾油等(děng)軟化效(xiào)果,合成的軟化劑(jì)效果不大,礦物油的軟化效果。

四、膠料的硫化速度
白炭黑粒子表麵有大量的微(wēi)孔,對硫化促進劑有較強的吸附作用,因此明顯地遲延硫(liú)化。為了避免這種現象,一方(fāng)麵可適當地提高促進劑的用(yòng)量;另一方(fāng)麵可采(cǎi)用活性(xìng)劑(jì),使活性劑優先(xiān)吸附在(zài)白炭(tàn)黑表(biǎo)麵,這樣就減少了它(tā)對促進劑的(de)吸附。
活性劑一般是含氮或含氧的胺類、醇類、醇胺類低(dī)分子(zǐ)化合物。對(duì)NR來說胺類更適合,如二乙醇胺、三乙醇胺、丁二胺、六亞(yà)甲基四胺等。對SBR來說,醇類更適合,如己三醇、二甘(gān)醇、丙三醇、聚乙二醇(chún)等。活性劑用量要根據白(bái)炭黑用(yòng)量(liàng)、PH值和橡膠品種而定,一般用量為白炭黑的
五、白(bái)炭黑對硫化膠性能的影響
白炭黑對各(gè)種橡膠都有十分顯著的(de)補強作(zuò)用,其中對矽膠的補強效果尤為(wéi)突出。大多數(shù)促進劑都是(shì)含(hán)有氨(ān)基(jī),由於白炭黑的吸附作用以及與促進劑的反(fǎn)應,都會降低促進劑參加硫化反應的量。
白炭黑可以和活化硫化的鋅離子反應而降(jiàng)低鋅離子(zǐ)的濃度。因(yīn)此可以(yǐ)影響硫磺(huáng)/促進劑體係(xì)的硫化效果。同時由於本身具有酸性,可顯著降(jiàng)低過氧化物的交(jiāo)聯速度和(hé)效(xiào)率。還會使 DCP 在硫化(huà)時有難(nán)聞的氣(qì)味。
白炭(tàn)黑補強效果僅次於相應爐法炭黑的白色補強劑。含一定量(liàng)白炭(tàn)黑的硫化膠與相應爐法炭黑(如HAF)補強的(de)硫化膠相比,具有強度高、伸長率大,撕(sī)裂強度高、硬度高、絕緣性好(hǎo)等優點。通常將炭黑(hēi)和白炭黑並用,可以獲得(dé)較好的綜合性能。

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