三元乙丙橡膠具備優(yōu)異的耐熱、耐臭氧、耐候性,其自身不具備補(bǔ)強(qiáng)性,多使用炭黑補(bǔ)強(qiáng)或與自補(bǔ)強(qiáng)型的天然橡膠并用。然而三元乙丙橡膠與天然橡膠分子結(jié)構(gòu)差異化很大,相容性差,并用條件苛刻。與天然橡膠相比,乳膠再生膠與三元乙丙橡膠的相容性更好,選擇合適品種的炭黑可進(jìn)一步優(yōu)化并用膠物理機(jī)械性能。
使用炭黑提高三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠機(jī)械強(qiáng)度時(shí),炭黑種類的品種與用量不僅會(huì)影響并用膠料的物性指標(biāo),還會(huì)影響膠料加工工藝過(guò)程,比如硫化工藝,因此需要綜合考慮多種因素,選擇合適的炭黑、合理控制炭黑用量。
1.炭黑粒徑影響三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠物理機(jī)械性能
炭黑粒子表面存在大量活性點(diǎn),活性點(diǎn)能夠與橡膠分子產(chǎn)生化學(xué)作用生產(chǎn)能夠沿著炭黑粒子表面產(chǎn)生滑動(dòng)的化學(xué)鍵。當(dāng)橡膠受到外力作用而產(chǎn)生變形時(shí),分子鏈的滑動(dòng)能夠吸收外力沖擊,起到緩沖作用,能夠使應(yīng)力分布均勻,繼而提高膠料拉伸強(qiáng)度與撕裂強(qiáng)度。
三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠使用炭黑補(bǔ)強(qiáng)時(shí),炭黑粒徑越小、結(jié)構(gòu)度越高,比表面積越大、活性越高,炭黑表面活性點(diǎn)數(shù)目越多,混煉、硫化時(shí)可吸附更多的橡膠大分子鏈、形成更多的結(jié)合膠,并用膠的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率越大。但炭黑粒徑過(guò)小,粒子間的凝聚力又會(huì)增大,粒子間易結(jié)團(tuán),混煉時(shí)難以分散,最終導(dǎo)致三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠機(jī)械性能下降。
2.炭黑種類影響三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠生產(chǎn)工藝過(guò)程
在實(shí)際生產(chǎn)中,炭黑粒徑越小、結(jié)構(gòu)度越高,包容膠的量越多,有效填充體積分?jǐn)?shù)增大,三元乙丙橡膠/乳膠再生膠混煉膠粘度提高。從硫化性能上看,炭黑粒徑越小,結(jié)合膠網(wǎng)絡(luò)密度越大,繼而阻礙了橡膠大分子鏈的運(yùn)動(dòng),縮短三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠的焦燒時(shí)間。
3.三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠常用的炭黑品種與注意事項(xiàng)
目前橡膠制品行業(yè)常用的炭黑品種有炭黑N220、炭黑N330、炭黑N774、炭黑N660等,其中高耐磨爐黑N330在三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠中應(yīng)用效果更好。在實(shí)際生產(chǎn)中,炭黑N330包容膠的量更多,用量越多、結(jié)合膠量越多,補(bǔ)強(qiáng)效果顯著,硫化膠物理機(jī)械性能更好。
需要注意的是:粒徑小的炭黑比表面積大,需要濕潤(rùn)的面積更大,因此混煉時(shí)吃料較慢、耗能較高、生熱多、分散困難,三元乙丙橡膠/乳膠再生膠并用膠填充N330時(shí)應(yīng)合理控制其用量。
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