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橡胶制品中的对填料的要求

发布时间:2019-07-18 11:05:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

1、 一般要求

泰州科德橡胶机械-密炼机开炼机捏炼机厂家2019年7月18日讯   (1) 补强填料粒子表面要有强的化学活性,能与橡胶产生良好的结合,能改善硫化胶的力学性能、耐老化性能和粘合性能。非补强填料粒子表面呈化学惰性, 和橡胶不产生化学结合, 不影响硫化胶的力学性能及耐候性、耐酸碱性和耐水性。

    (2) 有较高的化学纯度,细度要均匀,对橡胶有良好的湿润性和分散性。

    (3) 不易挥发,无臭、无味、无毒,有较好的贮存稳定性。

   (4) 用于白色、浅色和彩色橡胶制品的填料,还要求不污染,不变色。

   ( 5) 价廉易得。



2、性能要求

    (1) 细度:一般说,补强填料颗粒越细,比表面积越大,和橡胶接触面积也越大,补强效果越好。非补强填料颗粒越细,加入橡胶后混炼效果越好。但必须分散均匀,如分散不均匀,即使颗粒很细,混炼效果亦不好。

     (2) 颗粒形状与晶型:填料颗粒形状以球形较好,片形或针形填料在硫化胶拉伸时容易产生定向排列, 导致永久变形增大, 抗撕裂性能降低。补强填料中炭黑和白炭黑为无定形, 其他填料也有结晶型的。比如硅微粉虽与白炭黑化学成分均为二氧化硅, 但前者为结晶型, 后者为无定型。结晶型填料又分为异轴结晶和等轴结晶两种。同轴结晶x、y、z 三轴相似,各向同性。异轴结晶 x、y、z 三轴有显著差异,各向异性在常用非金属矿物填料中,陶土、石墨、硅藻土属异轴结晶系。碳酸钙为等轴结晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡胶制品,不宜用异轴结晶系物质作补强填料。

     (3) 表面性质:粉体填料混入橡胶,其粒子被橡胶分子包围,粒子表面被橡胶湿润的程度对补强效能有很大影响。不易湿润的颗粒,在橡胶中不易分散,容易结团,降低其补强效能。这种状况可以通过添加某些有助于增加湿润的物质得以改善。例如补强效能很小的碳酸钙,加入脂肪酸后,降低了表面张力,增加了湿润程度,提高了补强效果。

     炭黑是橡胶的主要补强填料,其成分 90%~99%是元素碳,其余是少量挥发分和水分。在炭黑生产过程中, 其表面吸附或结合了少量羧基、醌基、酚基、内酯基等化学基团。过去曾经认为炭黑的补强效能仅取决于其粒径 (比表面积 ) 大小及结构性,而与其表面的化学性质无关。近年来大量研究结果表明, 炭黑粒子表面的化学基团在混炼过程中能与橡胶起化学反应, 使结合胶增加, 进而增进了硫化胶的力学性能和耐老化性能。

      白炭黑粒子表面化学基团与炭黑完全不同。气相法白炭黑表面含有硅醇基 Si—OH,沉淀法白炭黑表面含有硅醇基 Si —OH及 Si<(OH):。

      气相法白炭黑呈酸性, 沉淀法白炭黑表面呈酸性或呈碱性。呈酸性会迟延硫化速度,呈碱性则会加快硫化速度。白炭黑表面微孔多,吸湿性强,对补强不利。用硅烷偶联剂对其表面进行改性处理,能克服其弊端,改善其补强性能。对非金属矿物粉体填料进行表面改性处理,也有很好的应用效果。

3 、填料在橡胶产品中的用量

    橡胶产品中,填料是用量仅次于于生胶 (天然橡胶和合成橡胶 ) 的第二大原材料。在产品配方中, 如以生胶用量为 100 计,补强填料用量约为 50,非补强填料用量约为 25,这是对各类橡胶产品总和而言。具体到每一种产品, 有的填料用量甚至超过橡胶, 有的则低于总和平均量。以主要产品配方为例,生胶为 100份。

    轮胎——胎面炭黑用量 40~50 份。基本上不用非补强填料,或用少量陶土。内胎胶中可用 20 份左右的陶土或碳酸钙。

    胶带——炭黑用量 25~45 份。碳酸钙可用于各部件,用量 10~113份。碳酸镁可用于平带封口胶和边胶浆,用量分别为 40份、50份。硫酸钡用于平带擦贴胶,用量为 25 份。

     胶管——炭黑用量 15~45份。碳酸钙用量 33~128份,陶土用量20~50 份,碳酸镁用量 25 份,输酸碱胶管中还用硫酸钡 30份。

    胶鞋——黑色鞋底炭黑用量 50 份,超细活性碳酸钙 ( 白艳华)50份,陶土 40 份,白色鞋底白碳黑用量 55 份,超细碳酸钙 15 份,钛白粉 2 份。

     胶布制品——碳酸钙和陶土可用于各类胶布制品,用量 30~150份,硫酸钡用于气密胶布,用量为 11 份。

     模型制品——炭黑用量 40~75份。白炭黑可用 30 份,陶土可用35 份。碳酸钙可用 20 份。

     密封制品——油封可用白炭黑 70 份。密封条用炭黑 25 份,碳酸钙 10 份,耐油真空密封用陶土 30 份,炭黑 40 份。隔膜用炭黑 15 份,碳酸钙 54 份。

     胶乳制品——胶乳手套可用硫酸钡 10~15份或碳酸钙 5 份,海绵胶乳配方中可用滑石粉 20 份,氯丁乳胶丝配方中可用陶土 2~3份,多孔模型胶乳配方中可用陶土 100份,或碳酸钙 100~300份。

     从上述实例可以看出, 在各类橡胶产品中大量使用补强填料和非补强填料,不同产品使用填料类型和品种不同,其用量相差很大。实际使用时要根据橡胶制品的性能要求进行配方设计, 选择胶种,加入补强填料以改善力学性能, 加入非补强填料改善加工性能, 降低生产成本。通过硫化体系和防护体系的调整使配方优化。这是生产优质橡胶产品的基础。

      除了上述列举的碳酸钙、陶土、硫酸钡和滑石粉外,还有许多天然无机矿物粉体材料也可以用作橡胶填料, 如含碳酸镁的白云石, 含硅酸钙的硅灰石,含硫酸盐的重晶石、石膏,含无定形炭的石黑、煤粉及其他含硅的粉石英 (硅藻土 ) 、石棉、叶蜡石、煤矸石、油页岩、粉煤灰、凹凸棒土、赤泥等。橡胶制品生产厂家可以根据产品性能要求和价格选用不同的填料,通过配方试验确定其最佳配用量。



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