橡膠填料即填充在膠料中的物料,可以降低膠料成本、改善橡膠制品性能,按照化學(xué)組成可分為有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料,按照補(bǔ)強(qiáng)性可分為補(bǔ)強(qiáng)填料和非補(bǔ)強(qiáng)填料,這都是我們所熟知的;此外橡膠填料按照親水性還可以分為親水性填料和疏水性填料,填料的親水性能又直接影響它在橡膠中的分散性,那么哪些填料屬于親水性填料、哪些填料屬于疏水性填料,又該如何應(yīng)對(duì)橡膠填料的親水性、發(fā)揮最大價(jià)值?
一般帶有極性基團(tuán)的分子對(duì)水有較大的親和能力,可以吸引水或者易溶解于水,橡膠制品中用量最大橡膠填料—輕鈣就是含有極性基團(tuán)的親水性填料,輕鈣與橡膠在混煉時(shí)都會(huì)產(chǎn)生負(fù)電荷,同性相斥,導(dǎo)致輕鈣難以快速分散在橡膠中,氧化鎂、氧化鋅、硫酸鈣等鹽類(lèi)填料都含有極性基團(tuán);陶土、云母粉、滑石粉、高嶺土等無(wú)機(jī)填料雖然含有極性基團(tuán),不易被橡膠浸潤(rùn),但是這些填料本身粒徑較大、結(jié)構(gòu)度較低,因此可以以較快的速度分散在橡膠中。白炭黑是淺色橡膠制品生產(chǎn)中常用的補(bǔ)強(qiáng)型填料,粒徑小、結(jié)構(gòu)度高、密度小、易產(chǎn)生靜電,難以混入橡膠中。
疏水性是指輸水物與水相互排斥的物理性能,疏水性分子在水里通常會(huì)聚成一團(tuán);炭黑橡膠制品業(yè)通用的補(bǔ)強(qiáng)填料,也是最典型的疏水性填料,容易被橡膠浸潤(rùn),在橡膠中可以均勻分散,從這方面看可以大量填充在橡膠中;但是炭黑粒徑小、結(jié)構(gòu)度高、混煉生熱高,因此不適合高填充。將炭黑作為填充劑填充在橡膠制品中可以選擇結(jié)構(gòu)性低、粒徑大的產(chǎn)品適當(dāng)增加填充量。
在橡膠制品生產(chǎn)中,疏水性填料更容易分散在膠料中,但親水性填料又是不可缺少的存在,那么該如何提高親水性填料在橡膠制品中的分散性呢?表面改性是最行之有效的辦法,表面改性是指在保持填料原有性能的前提下賦予其表面新的性能,如親水性、抗靜電性、染色性、生物相容性等。以白炭黑為例,可以使用高聚物或者樹(shù)脂進(jìn)步表面改性,也可以利用有機(jī)物分子中的官能團(tuán)與填料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行顆粒表面改性,還可以在橡膠制品配方中添加適量的硅烷偶聯(lián)劑或者SA,提高白炭黑在膠料中的分散性,發(fā)揮更好的補(bǔ)強(qiáng)性能。
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