炭黑對(duì)橡膠加工性能影響.ppt

NO.4,填料的性質(zhì)對(duì)橡膠加工性能的影響,炭黑,混煉影響,壓延壓出,硫化影響,講義的三個(gè)部分,講義的三個(gè)部分,炭黑的粒徑結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響,1.炭黑的粒徑對(duì)混煉的影響有哪些? 2.炭黑的結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響有哪些? 3.炭黑膠料混煉時(shí)間與分散程度/流變性能/橡膠力學(xué)性能關(guān)系圖 4.炭黑性質(zhì)對(duì)混煉膠黏度的影響？,混煉困難、吃料慢、耗能高、生熱高、分散困難,它的粒徑小、比表面積大、需要濕潤(rùn)的面積大、 越細(xì)的填料單位耗能高,粒徑大小的影響,炭黑的粒徑結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響,1.炭黑的粒徑對(duì)混煉的影響有哪些? 2.炭黑的結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響有哪些? 3.炭黑膠料混煉時(shí)間與分散程度/流變性能/橡膠力學(xué)性能關(guān)系圖 4.炭黑性質(zhì)對(duì)混煉膠黏度的影響？,炭黑結(jié)構(gòu)的影響,炭黑結(jié)構(gòu)對(duì)分散的影響,高結(jié)構(gòu)比低結(jié)構(gòu)吃料慢、分散快,原因？,空隙體積比較大、排除空氣需要較多時(shí)間、 一旦吃入后結(jié)構(gòu)高的炭黑易分散,Hot Tip,1.炭黑的粒徑對(duì)混煉的影響有哪些? 2.炭黑的結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響有哪些? 3.炭黑膠料混煉時(shí)間與分散程度/流變性能/橡膠力學(xué)性能關(guān)系圖 4.炭黑性質(zhì)對(duì)混煉膠黏度的影響？,2.混煉過(guò)程中炭黑聚集體的斷裂,Hot Tip,1.炭黑的粒徑對(duì)混煉的影響有哪些? 2.炭黑的結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響有哪些? 3.炭黑膠料混煉時(shí)間與分散程度/流變性能/橡膠力學(xué)性能關(guān)系圖 4.炭黑性質(zhì)對(duì)混煉膠黏度的影響？,2.混煉過(guò)程中炭黑聚集體的斷裂,炭黑的粒徑結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響,1.炭黑的粒徑對(duì)混煉的影響有哪些? 2.炭黑的結(jié)構(gòu)對(duì)混煉的影響有哪些? 3.炭黑膠料混煉時(shí)間與分散程度/流變性能/橡膠力學(xué)性能關(guān)系圖 4.炭黑性質(zhì)對(duì)混煉膠黏度的影響？,炭黑性質(zhì)對(duì)黏度的影響,A TITLE,B TITLE,離子大小,表面活性,填 充 量,結(jié) 構(gòu) 度,C TITLE,D TITLE,影響因素？,其他方面的影響,除了以上四點(diǎn)還有什么對(duì)黏度有重要影響呢？ 回答：炭黑的粒徑對(duì)黏度同樣有著重要的影響， 粒子越細(xì)則膠料黏度越高，因?yàn)榱Ｗ有。?比表面積大，結(jié)合橡膠增加。,炭黑粒徑對(duì)黏度的影響,影響情況怎樣？,混煉膠黏度越高,粒子越細(xì),結(jié)構(gòu)度越高,填充量越大,表面活性越大,講義的三個(gè)部分,2.混煉過(guò)程中炭黑聚集體的斷裂,混煉中炭黑會(huì)斷裂。 用熱解方法及溶解方法從SBR-1500加50份炭黑的混煉膠中分離出炭黑，用電鏡和DBP法測(cè)定聚集體的心態(tài)結(jié)構(gòu)，結(jié)果見(jiàn)表4-14和4-13,2.混煉過(guò)程中炭黑聚集體的斷裂,講義的三個(gè)部分,炭黑及無(wú)機(jī)填料的分散性,炭黑一般與無(wú)機(jī)填料對(duì)于橡膠類有機(jī)聚合物的親和性低于炭黑的親和性。實(shí)踐證明，無(wú)機(jī)填料在橡膠中很難以一次結(jié)構(gòu)形式單個(gè)地分散開(kāi)，而主要原因是以很多個(gè)一次粒子結(jié)團(tuán)在一起的形式存在。所以從本質(zhì)上說(shuō)，在通常的混煉條件下它沒(méi)有能力達(dá)到主要以單個(gè)一次結(jié)構(gòu)的形式分散在橡膠中的真分散。而在相同條件下炭黑主要以單個(gè)聚集體形式分散在膠中，它有能力達(dá)到真分散。,炭黑一般與無(wú)機(jī)填料在橡膠中的分散性有本質(zhì)區(qū)別,填料性質(zhì)對(duì)壓延和壓出的影響,壓延和壓出是橡膠加工的重要過(guò)程，對(duì)于壓延、壓出來(lái)說(shuō)，最重要的是收縮率（縱向）、膨脹率（橫向）要小，表面光滑，棱角畸變小。 是否填充、填料性質(zhì)，特別是形態(tài)（炭黑結(jié)構(gòu)性）對(duì)其影響很大。,1、填料的壓延效應(yīng) 2、炭黑的性質(zhì)與壓出口型膨脹的關(guān)系 a炭黑表面活性的影響 b炭黑用量的影響 c結(jié)構(gòu)的影響,填料用量多，易壓出，炭黑表面活性無(wú)明顯影響 一般的無(wú)機(jī)填料因粒子的長(zhǎng)軸或粒子的片狀沿壓延壓出方向取向而引起了壓延效應(yīng)，這使膠片的某些性能會(huì)出現(xiàn)各向異性，為了區(qū)別大分子鏈的壓延效應(yīng)， 也稱為粒子效應(yīng),橡膠在壓出口型時(shí)會(huì)產(chǎn)生口型膨脹現(xiàn)象,原因 橡膠的彈性（記憶）效應(yīng),Cotton用Instron毛細(xì)管流變儀測(cè)定了口型膨脹率與管壁的剪切力w的關(guān)系。 試驗(yàn)確定了在該條件下毛細(xì)管長(zhǎng)徑比大于15時(shí)，口型膨脹率表觀上與壓出溫度、速度、相對(duì)分子質(zhì)量分布等無(wú)關(guān)，只與剪切應(yīng)力w有比例關(guān)系，因?yàn)檫@些因素均可包容在w中。,兩種炭黑和它們的石墨化產(chǎn)物分別落在各自的直線上，這說(shuō)明表面活性與溫度等壓出條件一樣對(duì)口型膨脹率與剪切應(yīng)力w成比例關(guān)系，沒(méi)有干擾。,在相同w下，填充量高，口型膨脹率小。 這說(shuō)明球狀的沒(méi)有結(jié)構(gòu)的N990炭黑用量經(jīng)校正后也和上述的壓出條件等一樣基本上不干擾B和w 的關(guān)系,高結(jié)構(gòu)的炭黑盡管經(jīng)過(guò)校正，其用量對(duì)B和w的比例關(guān)系仍有影響,對(duì)這一困難問(wèn)題，Medalia用包容膠體積分?jǐn)?shù)加上炭黑體積分?jǐn)?shù)之和校正之后得到初步解決。但這種校正也只用于用量少于35份的情況。這些都說(shuō)明了炭黑對(duì)壓出的影響是顯著的。,幾種炭黑的和,炭黑結(jié)構(gòu)對(duì)膠料壓出膨脹有重大影響，結(jié)構(gòu)高則膨脹率低，并且在一定條件下可進(jìn)行定量估算。 用量的影響也很重要，用量多，膨脹小也能進(jìn)行定量估算。比表面積、表面活性無(wú)明顯影響,炭黑PH,炭黑粒徑,影響硫化,PH值低的槽法炭黑或氧化爐法炭黑硫化速度慢，表現(xiàn)出遲延現(xiàn)象， 起到較好的防焦燒作用。 PH值高的爐法炭黑一般無(wú)遲延現(xiàn)象,PH值低遲延硫化的原因？,粒徑越小，比表面積越大，結(jié)合膠越多， 自由膠中硫化劑濃度較大,炭黑粒徑越小，焦燒越快。,炭黑的結(jié)構(gòu)和粒徑的影響,NO.4,Thank You,為什么會(huì)遲延硫化？,（1） 炭黑表面酸性基團(tuán)