(6)--第3章 橡胶补强与填充体系.pptVIP

3.2.3结合橡胶及包容橡胶结合橡胶的生成被认为是炭黑对橡胶补强的主要原因。一、结合橡胶（bondrubber）（一）结合橡胶的概念结合橡胶也称为炭黑凝胶（bound-rubber），是指炭黑混炼胶中不能被它的良溶剂溶解的那部分橡胶。生胶炭黑结合橡胶自由橡胶对强度、耐磨贡献大对弹性、伸长率贡献大（二）结合胶的生成原因结合橡胶来源化学吸附：橡胶分子链与炭黑的表面基团化学结合物理吸附：大于溶解力的物理吸附（三）影响结合橡胶生成的因素1．炭黑性质的影响比表面积大（或粒径小），结合橡胶多；结构度高，结合橡胶多炭黑表面活性高，结合橡胶多炭黑表面粗糙度高，结合橡胶少2、炭黑用量的影响在一定范围内，充分分散，用量多，结合橡胶多3．混炼的影响随混炼时间延长，结合橡胶先增多后减少（炭黑分散及分子链剪切）随混炼温度升高，结合橡胶先增多后减少（吃料快，后剪切力下降）混炼胶停放时间延长，停放温度升高，结合橡胶增多4．橡胶性质的影响胶种：不饱和橡胶，结合橡胶多；饱和橡胶结合橡胶少分子量：分子量大，结合橡胶多。二、包容橡胶（occludedrubber）（一）包容橡胶的概念包容橡胶又称吸留橡胶，是指在炭黑聚集体链枝状结构中屏蔽（包藏）的那部分橡胶。包容胶的形成影响炭黑在橡胶中的添加量及混炼胶黏度、硫化胶硬度、定伸应力和动态性能。未分散开的炭黑团块分散开但又团聚的团块（二）包容胶量的计算经验公式：φ′=φ(1+0.02139DBP)/1.46φ′—胶料中炭黑加包容胶的体积分数φ——胶料中炭黑的体积分数包容胶的体积分数：V=φ′—φ炭黑最大填充系数：3.2.4炭黑对橡胶加工性能的影响一、炭黑性质对混炼（mixing）的影响1．炭黑性质对混炼吃料的影响影响吃料快慢的因素：（1）配合剂与橡胶的湿润性（相容性）（2）配合剂粒径及结构（比表面积、结构度、视密度）（3）配合剂用量（4）橡胶分子链的运动能力（分子量大小及分布、极性）（5）工艺因素（温度、加料方式、堆积胶的量）炭黑的粒径小，结构高，视密度小，用量大吃料慢2．炭黑性质对分散的影响炭黑的粒径小，结构低，细粉含量高，含水率高，粒子强度大，用量大，分散差。配合剂的分散性是指将配合剂分散到一定程度（分散度）所做的功，消耗的功越多，分散性越差。配合剂分散性取决于配合剂与橡胶的相容性、粒子之间的团聚力（吸附力）、胶料的黏度以及配合剂颗粒在胶料中受到的剪切作用。粒子之间的团聚力受粒径、结构、表面基团、粘接材料等因素影响；团聚的配合剂颗粒在胶料中受到的剪切作用则与胶料黏度、温度、设备施加的剪切作用力大小、加工时间或次数有关。配合剂与橡胶的相容性则影响分散开的配合剂颗粒能否保持稳定的分散状态。影响配合剂分散性的因素：（1）配合剂与橡胶的相容性无机亲水配合剂在橡胶中难分散（2）配合剂粒径、结构度粒径小、结构度低的难分散（3）配合剂用量用量多，分散性变差（4）配合剂含水率高，分散差（5）造粒配合剂粒子强度高，难分散（6）混炼方法一段法，开炼机混炼分散度更高一些；密炼机混炼，段数增多，分散性变好；低温一次炼胶法、液相连续混炼法配合剂分散性好（7）混炼工艺条件开炼机混炼，随辊距减小、时间延长，分散性变好；随辊温升高，分散性变差；切割翻炼方法不同、堆积胶量不同，分散性亦不同；密炼机混炼工艺条件对配合剂分散影响也比较明显。配合剂分散性检测方法：（1）目测（ASTMA法、定性检验法）借助10倍放大镜或低倍双目显微镜观测胶料表面，与标准照片对照，粗略判断胶料中炭黑的分散度等级（1～5级）；（2）显微镜测定（ASTMB法、定量检验法）利用灯光显微镜、电子显微镜来观察胶料切片，计算胶料中炭黑分散度，能真实地反映混炼胶的分散程度。分散度=100—0.22uu——尺寸超过半个单元格的粒子数目（3）电阻法：测不同部位胶料表面或体积电阻（4）密度法：测不同部位胶料的密度（5）硬度法：测不同部位胶料的硬度（6）专用仪器法炭黑分散度仪：利用光学原理，直观观察炭黑分散状况；表面粗糙度仪：用探针扫描断面，统计峰的数目（f）与平均峰高（h），计算分散度。得到的数据：分散度分散度等级颗粒粒径分布曲线平均粒径、最大粒子尺寸未分散颗粒区域面积分散度=100-Aln（f·h+B）3