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滑石粉+炭黑协同作用,可提高橡胶的各方面性能

2018-07-29 11:05 来源: 东方网

导读

橡胶工业中炭黑主要起补强作用,滑石粉则更多地用于填充,当两者同时在橡胶中出现时,滑石粉+炭黑的组合还能够起到协同作用,提高的橡胶的各方面性能。

橡胶补强填充剂

补强填充剂是橡胶工业的主要原料之一。它能赋予橡胶磁性、导电性、阻燃性等许多宝贵的性能,也能大幅度提高橡胶的力学性能,改善橡胶制品的使用性能,延长使用寿命,并能改善橡胶的加工性能,降低生产成本。

用于橡胶工业的补强剂主要是炭黑、白炭黑、硅酸盐、碳酸盐、金属氧化物和某些有机物。他们的主要作用是明显的提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、耐磨损等性能。

用于橡胶工业的填充剂主要有无机填料,如滑石粉、陶土、碳酸钙、凹凸棒土以及金属氧化物和氢氧化物等。主要可起到增大体积、降低成本、改善橡胶加工性能的作用。

1.炭黑补强剂

炭黑由烃类化合物经不完全燃烧或热裂解制成,主要由碳元素组成,以近似球体的胶体原生粒子及聚集体的形式存在,外观呈黑色粉末状。一般加工成直径1~2mm的粒状产品使用。

滑石粉+炭黑协同作用,可提高橡胶的各方面性能

炭黑是橡胶工业中最主要的补强剂,是仅次于生胶的第二大橡胶材料。目前,全世界炭黑消耗量90%以上用于橡胶工业。炭黑在胶料中的分散程度影响其补强性能。实验表明,随着炭黑分散率的提高,胶料的定伸应力、门尼黏度下降,拉伸强度和拉断伸长率增加,裂口增长减慢。因此,提高炭黑在胶料中的分散程度是确保胶料质地均匀和制品性能优异的关键。

2.滑石粉填充剂

滑石粉是一种天然片状矿物。纯滑石粉是由两个二氧化硅片间夹有一水镁石片所组成的含水硅酸镁,具有薄片状形态。

滑石粉+炭黑协同作用,可提高橡胶的各方面性能

滑石粉结构

滑石粉+炭黑协同作用,可提高橡胶的各方面性能

薄片状滑石粉

滑石粉作为填料填充有机高分子材料,可改善制品的刚性、尺寸稳定性、润滑性,可防止高温蠕变,减少对成型机械的磨损,可使聚合物在通过填充提高硬度与抗蠕变性的同时,还可使聚合物的耐热冲击强度提高,可改善塑料的成型收缩率、制品的弯曲弹性模量及拉伸屈服强度。

滑石粉+炭黑协同作用

在炭黑补强胶料内使用滑石粉,可以改善胶料的性能,提高制品的品质。滑石粉+炭黑对胶料的影响具体表现为以下7点:

1.流变性能

往炭黑胶料中加入滑石粉,其结果是胶料粘度得以降低,进而提高模内流动性,减少挤出物回缩量,有利于改善压延性能,并降低生热量。

2.补强性

滑石粉并不仅仅是一种填充剂,它更是一种补强剂。实验表明,在许多炭黑弹性体胶料中添加滑石粉,会出现弹性体的拉断伸长率因滑石粉而增大的现象。

3.耐切割/撕裂性

用刀片切割一拉伸试样表明,滑石粉使弹性体的韧性和耐用性得到极大的提高。在相对较低的伸长率(<100%)下,炭黑补强试样便彻底断裂,而滑石粉补强试样则可继续拉伸。

滑石粉+炭黑协同作用,可提高橡胶的各方面性能

用刀片割口来模拟使用过程中的损坏

4.热性能

滑石粉可以改善热老化性能。对于承受诸如发动机罩内较高温度的橡胶制品,这一性能具有十分重要的意义。

5.低透气性

滑石粉可以降低炭黑胶料的渗透性,因为薄片状形态可对气体和液体的扩散构成障碍。目前被用于轮胎内衬层以降低空气的透过率。

6.耐候性

滑石粉可减少炭黑胶料增塑剂的挥发,由此赋予卓越的热稳定性和耐候性,从而延长制品的使用寿命。它可以限制副产物迁移到表面,减少其虹彩般喷霜以及泛黄,并提高汽车窗密封条的灰度等级。

7.分散助剂

滑石粉是一种炭黑补强轮胎胎面胶料的分散助剂,它可改善炭黑及其他配合剂的分散性,使混炼时间缩短20%。为了保持胶料的耐磨损/磨耗性,滑石粉的配合量应限定在5份以内。

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