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橡胶用硅微粉

橡胶产业大量使用填料作配合剂,其用量仅次于橡胶耗用量。补强填料用于橡胶,不仅能进步橡胶制品的强度,而且能改善胶料的加工性能,并赋予制品良好的耐磨耗、耐撕裂、耐热、耐冷、耐油等多种性能,可延长制品的使用寿命。非补强填料用于橡胶,主要起填充增容作用,某些品种也兼有隔离、脱模或着色的作用。

橡胶产品对硅微粉填料的要求

1、对硅微粉填料的一般要求

(1)补强填料粒子表面要有强的化学活性,能与橡胶产生良好的结合,能改善硫化胶的力学性能、耐老化性能和粘合性能。非补强填料粒子表面呈化学惰性,和橡胶不产生化学结合,不影响硫化胶的力学性能及耐候性、耐酸碱性和耐水性。

(2)有较高的化学纯度,细度要均匀,对橡胶有良好的湿润性和分散性。

(3)不易挥发,无臭、无味、无毒,有较好的贮存稳定性。

(4)用于白色、浅色和彩色橡胶制品的填料,还要求不污染,不变色。

(5)价廉易得。

2、对硅微粉填料的性能要求

(1)细度:一般说,补强填料颗粒越细,比表面积越大,和橡胶接触面积也越大,补强效果越好。非补强填料颗粒越细,加进橡胶后混炼效果越好。但必须分散均匀,如分散不均匀,即使颗粒很细,混炼效果亦不好。

(2)颗粒外形与晶型:填料颗粒外形以球形较好,片形或针形填料在硫化胶拉伸时轻易产生定向排列,导致***变形增大,抗撕裂性能降低。补强填料中炭黑和白炭黑为无定形,其他填料也有结晶型的。比如硅微粉虽与白炭黑化学成分均为二氧化硅,但前者为结晶型,后者为无定型。结晶型填料又分为异轴结晶和等轴结晶两种。同轴结晶x、y、z三轴相似,各向同性。异轴结晶x、y、z三轴有明显差异,各向异性在常用非金属矿物填料中,陶土、石墨、硅藻土属异轴结晶系。碳酸钙为等轴结晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡胶制品,不宜用异轴结晶系物质作补强填料。

(3)表面性质:粉体填料混进橡胶,其粒子被橡胶分子包围,粒子表面被橡胶湿润的程度对补强效能有很大影响。不易湿润的颗粒,在橡胶中不易分散,轻易结团,降低其补强效能。这种状况可以通过添加某些有助于增加湿润的物质得以改善。例如补强效能很小的碳酸钙,加进脂肪酸后,降低了表面张力,增加了湿润程度,进步了补强效果。

炭黑是橡胶的主要补强填料,其成分90%~99%是元素碳,其余是少量挥发分和水分。在炭黑生产过程中,其表面吸附或结合了少量羧基、醌基、酚基、内酯基等化学基团。过往曾经以为炭黑的补强效能仅取决于其粒径(比表面积)大小及结构性,而与其表面的化学性质无关。近年来大量研究结果表明,炭黑粒子表面的化学基团在混炼过程中能与橡胶起化学反应,使结合胶增加,进而增进了硫化胶的力学性能和耐老化性能。

白炭黑粒子表面化学基团与炭黑完全不同。气相法白炭黑表面含有硅醇基Si―OH,沉淀法白炭黑表面含有硅醇基Si―OH及Si

气相法白炭黑呈酸性,沉淀法白炭黑表面呈酸性或呈碱性。呈酸性会迟延硫化速度,呈碱性则会加快硫化速度。白炭黑表面微孔多,吸湿性强,对补强不利。用硅烷偶联剂对其表面进行改性处理,能克服其弊端,改善其补强性能。对非金属矿物粉体填料进行表面改性处理,也有很好的应用效果。



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