橡胶填充补强机理,目前主要有两种,即橡胶在炭黑等填料粒子表面形成结构吸附层和橡胶大分子吸附在炭黑等填料离子表面,产生有滑动作用的补强效果.
除了炭黑外,橡胶工业中还有很多补强填充剂,如陶土、重质碳酸钙、沉淀白炭黑和气相白炭黑等.
在上述四种补强剂中（气相白炭黑和沉淀白炭黑都是二氧化硅,也就是一种,只是生产工艺不一样,所以有些差别）,白炭黑和炭黑的补强性能是最好的,都是白炭黑比较贵,所以工业生产的时候,除非是对颜色有要求,一般都是使用炭黑作为补强填充体系.
至于为什么白炭黑和炭黑的补强性能好,我个人认为,因为橡胶是有机物,主要由C原子和H原子组成,而炭黑里面的C和白炭黑里面的Si,在元素周期表中都是属于同一列,他们的原子核外面都是4个电子,就是说,他们在橡胶混炼、硫化过程中,可能能够参与到里面发生什么化学反应,能够与橡胶分子形成键,从而增强橡胶分子之间的结合力,而达到补强的效果.
另外,实验表明,炭黑粒子越小,补强效果越好,是因为粒径远小于交联点链段长度时,才能使橡胶分子充分吸附于炭黑表面.粒径越小,凝胶生成量越多,补强效果也越大.而陶土、重质碳酸钙再分散,也达不到那个效果,而且陶土和重质碳酸钙吸湿性强,易结块,导致它们的分散更加不均匀,而由于木桶效应,测试硫化胶强度的时候,很重要的一个指标是测量扯断强度,如果由于分散不均,某个地方有一个应力集中点,就会更加容易断裂.
所以,选择炭黑的时候有几个重要的指标：
1、灰分
2、325目筛余物
3、水分
如果要求高的话,对灰分会有更高的要求
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