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工业橡胶带炭黑原料的补强机理分析

时间:2013-11-11 23:02:50 访问量:358

    对于双壳层橡胶碳黑结构中补强作用的科学分析是其双壳层起着主体骨架的作用,联结着自由大分子和交联结构,构成一个橡胶大分子与填料整体网络,改变了硫化胶的结构,因而提高了热硫化橡胶带整体结构在机械物理方面的综合性能;

    橡胶大分子链滑动学说方面:这是比较完善和全面的胶带炭黑的补强理论,该理论的核心是橡胶大分子能在炭黑表面上滑动,由此解释了补强作用所产生的外在表现,由于炭黑粒子表面的活性不均一,有少量强的活性点以及一系列的能量不同的吸附点,吸附在炭黑表面上的橡胶链可以有各种不同的结合能量,有多数弱的范德瓦尔斯力的吸附以及少量的化学吸附,吸附橡胶链段在应力作用下会滑动伸长,而大分子滑动学说的基本概念可以采用坤硕输送带生产厂家制品微观结构示意图进行以下分析:

    当处在胶料原始状态时,长短不等的橡胶分子链被吸附在炭黑聚集体表面上,当伸长时,这条最短的链不是断裂而是沿炭黑表面滑动,原始状态吸附的长度用点标出,可看出滑移的长度,这时由多数伸直的链承担,起着应力均匀作用,缓解应力集中为补强的第一个重要素,当伸长再增大,结构链再进行滑动,使得耐热输送带橡胶内部链高度运动,承担大的应力,为补强的第二个重要因素,由于滑动的摩擦使胶料有滞带后损失,会消耗一部分外力功,化为热量,使橡胶不受破坏,为补强的第三个因素,在收缩后运输带胶料的状况时,表明再伸长时的应力软化效应,胶料回缩后炭黑粒子间橡胶链的长度差不多一样,再伸长就不需要再滑动一次,所需应力下降,在适宜的情况下,经过长时间,由于橡胶链的热运动,吸附与解吸附的动态平衡,聚集体间分子链长度的重新分布,胶料又恢复至接近原始状态,但是如果初次伸长的变形量大,恢复常不超过50%;

    最后我们将橡胶传送带制品中的白炭黑原料在橡胶工业中主要用作补强剂加以分析,其补强效果仅次于炭黑,而优于其他白色填料,白炭黑由制备而分为两种:气相法和沉淀法,气相法白炭黑的粒径极小,大约为15-25nm,比表面积高达50-400mz/g,含杂质少,气相法白炭黑补强性好,主要用于硅橡胶,所得硅橡胶制品为透明、半透明状,物理性能和介电性能良好,耐水性优越,但价高,飞扬性极大,给使用重型橡胶运输带来许多不便,和气相法白炭黑相比,沉淀法橡胶白炭黑的粒径比较大,约为20-40nm,纯度较低,补强性较差,但价格便宜,工艺性能也较气相法好,可单用于橡胶中,除在胶鞋等白色制品中使用外,近年来在耐磨传送带的上下工作胶面中以与炭黑并用,得到了广泛普遍的认可;

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