橡胶补强填充剂概览
4补强与填充剂

补强与填充剂1、基本概念补强剂:指能提高橡胶制品物理机械性能的填料。
填充剂:指能增加橡胶制品的容积,降低含胶率,降低成本的填料。
2、填料的分类按作用分:补强剂、填充剂按颜色分:黑色填料、非黑色填料按来源分:有机填料、无机填料按形状分:粒状填料、树脂填料、纤维填料第一节炭黑的品种和分类炭黑品种有40多种。
按作用分:硬质炭黑(粒径40nm以下,补强性高);软质炭黑(粒径40nm以上,补强性低)。
按制法分:槽法炭黑、炉法炭黑、热裂法炭黑、新工艺炭黑一、接触法炭黑(槽黑,呈酸性,补强性大,属硬质炭黑)以冷却的金属成非金属为接触面,从原料气的火焰中将烟气冷却收集而成。
主要品种:(1)天然气槽黑(以天然气为原料)PH较低。
易混槽黑EPC,ASTM标号为S300可混槽黑MPC,ASTM标号为S301(2)混气炭黑(3)辊筒炭黑(4)导电槽法炭黑CC,粒子粗,电阻很小。
基本性质:(1)粒子较细(粒径范围30nm左右,)对NR的补强作用大,强伸性能、抗撕裂性能和抗割性能好,(2)含氧量高(带有较多的含氧基团)呈酸性,迟延硫化作用,因酸性助剂对促进剂有吸附作用,(3)主要用于NR中,制胎胎面胶,合成胶中少用。
二、油基炉法炭黑(碱性,具高补强性,硬质炭黑)也称油炉黑或炉黑,是以原料油为原料。
在特制的炉中进行燃烧,然后将烟气经喷水冷却而得,(因吸收了水中的盐类,呈碱性)主要品种:(1)超耐磨炭黑SAF(supper abrasion furnace black),ASTM标号为N110 粒子细,补强效果好,但不易分散,工艺性能差。
(2)中超耐磨炉黑ISAF(Intermediate super abrasion furnace black),ASTM标号为N220高结构中超耐磨炉黑HS-ISAF,ASTM标号为N242低结构中超耐磨炉黑LS-ISAF,ASTM标号为N219(3)高耐磨炉黑HAF(High abrasion furnace black),ASTM标号为N330 高结构高耐磨炉黑HS-HAF,ASTM标号为N347低结构高耐磨炉黑LS-HAF,ASTM标号为N326基本性质①粒子细,为高补强性的硬度炭黑,②对合成橡胶很适用(对NR也适用)③含水量氧量少,呈碱性,起促进硫化的作用④广泛用于要求耐磨性好的制品,如轮胎胎面胶三、气基炉法炭黑(瓦斯炉法炭黑,补强性小,称为软质炭黑)以天然气及一定比例空气在炉内进行不完全燃烧而得。
橡胶补强填充剂

橡胶补强剂也可以叫做橡胶补强填充剂,是一种能提高橡胶制品强度的配合剂,用以提高橡胶制品强度的物质,加入生橡胶经硫化后,能增加硫化橡胶的拉伸强度、硬度、耐磨耗和耐屈挠等性能。
下面由橡胶补强填充剂厂家恒力特新材料为您介绍下它的主要作用,希望对您有所帮助。
橡胶补强剂具有化学物理性质稳定、硬度高、耐酸碱、耐高温、介电性能优异等特点,广泛应用于橡胶、硅橡胶、油漆、涂料、陶瓷、胶黏剂、电焊条、电工绝缘材料等多种行业和制品中。
目前该产品已经成熟运用于橡胶、塑料、油漆、涂料及胶黏剂等行业和制品中,并取得良好的使用效果。
该产品能够明显增强对橡胶或塑料制品的补强效果。
根据有关部门的检测证明:该产品对橡胶制品具有一定的补强作用,可以部分代替白炭黑。
这样在橡胶制品的胶料配方中就可以完全替代其他传统无机填充剂(如陶土、普通硅粉、碳钙等),兼作橡胶补强剂和填充剂,从而减少胶料配方中炭黑等高价原材料的用量,降低橡胶制品的生产成本,并且可使制成品性能得以改善和提高。
恒力特新材料是集科技研发、生产、销售为一体的高新技术企业,是国内和华东地区橡胶助剂骨干企业,恒力特牌橡胶防老剂8PPD-35、BLE、BLE-W、BLE-C、SP、SP-C、AW、DFC-34等系列,抗疲劳剂PL-600、橡胶耐磨剂SL-A、橡胶助剂EVR、抗热氧剂RW、阻燃剂、橡胶粘合剂HLT-301、HLT-501系列,橡胶促进剂DTDM、DBM系列,橡胶补强剂FH、FHT系列,都得到了轮胎、胶带、胶管及橡胶制品企业的认可。
公司坐落在安徽阜阳颍州经济开发区,生产工艺先进,检测仪器齐全,产品性能稳定,本着“和谐、诚信、奋进”的企业精神,遵循以“过硬的产品、更好的服务”为宗旨,以更好的性价比为橡胶制品行业提供更多、更优的选择。
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橡胶补强填充剂概览

橡胶补强填充剂概览0 前言用炭黑作为补强材料,已经伴随着橡胶工业,特别是轮胎工业经历了一个多世纪。
近年来,聚合物复合材料的蓬勃发展和橡胶原材料市场的剧烈竞争,以及人们对浅色橡胶制品花色品种不断提升的需求,促使填充剂的使用范围日益扩大,发展极其迅速。
因此,增加填充剂的品种和来源,控制填充剂的质量,提高填充剂的性能,具有非常重要的意义。
1 概述1.1xx炭黑是一种用途广泛的化工产品,可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。
炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。
全球炭黑约有70%用于轮胎,20%用于其他橡胶制品,其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。
而在橡胶制品的分额中,一半用于制造汽车零部件,如V 带和减震橡胶等。
因此,大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。
从总体上讲,世界炭黑工业已进入成熟期,其生产技术主要朝着单炉能力/ 规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。
(1) 高性能和低滞后损失xx 为了适应轮胎产品的发展,特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求,国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。
所谓高性能炭黑,其共同的特征是:粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。
而低滞后损失炭黑共同的特征是:结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。
其中,有些开发较早的品种,如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准,并已被轮胎厂广泛采用。
近几年研究开发的新品种,既未纳入ASTM标准,也未公布其化学指标,只有部分产品在生产厂家的产品目录中,可以看到其应用性能方面的说明,这些新品种目前正在推广应用。
(2) 纳米结构xx低滞后损失炭黑是开发的重点,这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。
只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作,低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。
纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。
橡胶补强与填充

橡胶的补强与填充
橡胶的补强是指提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性能。
补强在橡胶制品加工中十分重要,许多生胶,特别是非自补强性合成橡胶,如果不通过填充炭黑、白炭黑等予以补强,便没有实用价值。
补强剂与填充剂并无无明显界限。
补强通过填充实现,凡能提高橡胶物理力学性能的填充剂称补强剂,又称活性填充剂。
凡在胶料中主要起增加容积、降低成本作用的称填充剂或增容剂。
填料在橡胶工业中用量很大,其中尤以炭黑为甚,炭黑是橡胶工业中最重要的补强性填充剂,炭黑耗量约占橡胶耗量的50%左右。
炭黑的补强效果极佳,下表给出炭黑对几种重要橡胶材料拉伸强度的补强效果,可以看出,对于一些合成橡胶如SBR、NBR、EPDM等,炭黑的补强倍率达到8~10倍。
另外炭黑还具有优异耐磨性,特别适于制作轮胎胎面胶。
除炭黑外,常用的补强剂还有白炭黑(水合二氧化硅SiO
2·nH
2
O、硅酸盐类)
和某些超细无机填料。
白炭黑的补强效果仅次于炭黑,故称白炭黑。
由于其色泽浅,故广泛用于白色和浅色橡胶制品。
橡胶制品中常用的填充剂有碳酸钙、陶土、滑石粉、硅铝炭黑等。
天然橡胶补强用富含Si02的填料

但 还必须 考 虑 生 产 成本 。 因此 , 所用 P S采 用 4 种 方法 制 备 。为 了保持 低成 本 , 其 中 2种 方法 是 不 经研磨 直 接使 用 。其 他 2种 P S采用 研 磨方 法
本 研究使 用 的橡 胶配 方见表 1 所示 。S TR一
5 L品级 NR、 氧化锌 、 硬脂酸 、 N - ( 1 , 3 一 二 甲基 丁 基) 一 N r _ 苯基 一 对 苯 二胺 ( 6 P P D ) 、 N一 特 丁 基一 2 一 苯 并
噻唑次磺 酰胺 ( T B B S ) 和 硫黄都从 S a k d a r o o n g r e —
本 文 的 目的是研 究 用 富含 S i O 的填 料——
P S ( <3 8 ) : 将原料 P S用 4 0 0目的筛 子 过 筛
5 0 mi n , 得到 直径/ 宽度小 于 3 8 # m 的粒 子 。
P S ( <1 0 6 ) : 将 原料 P S用 1 4 0 目筛 子 过 筛
P S ( B M) : 将原料 P S用 湿 球磨 机 研 磨 7 2 h 。
悬 浮液在 4 0 0目的筛 子上 过 滤 , 然后在 7 O ℃的烘 箱 中干燥 。使 用前 , 将所得 P S用 振 动 杯 研 磨 机
研磨 3 0 s 。
表 1 胶 料 配方
配 合 剂 份
除 了其 价格低 廉 、 在 泰 国易 获取外 , 其 主要化 学成
u n g k i j 有 限公 司 购 买 。P S由 S i a me s e Me r c h a n —
橡胶补强体系

7、对热性能的影响 炭黑对胶料耐热性影响不是很大,随炭黑用量增多,耐 热性稍有提高。
炭黑粒径小,表面活性高,用量大,胶料的耐寒性变差。 炭黑粒径小,结构度高,用量大,胶料导热系数增大,传 热加快。
8、对耐油性的影响
2、白炭黑的结构
微观结构:球形原生粒子。 气相法白炭黑内部结构为排列紧密的三维网状结构硅酸; 沉淀法白炭黑的结构为二维、三维结构的硅酸。 一次结构:聚集体结构(多个原生粒子聚集在一起) 二次结构:由聚集体通过氢键吸附在一起的附聚体。
微观结构
一次结构
二次结构
结构度:白炭黑聚集体表面链枝状结构的发达程度,即链枝
纯胶硬度+1/3 ×炭黑份数 纯胶硬度+1/4 ×炭黑份数
4、对耐磨性的影响
炭黑粒径小,表面活性大,分散性好,胶料耐磨性好; 结构度对耐磨性影响较复杂,说法不一。 炭黑的用量对胶料耐磨性存在一最佳用量。
5、对弹性的影响
粒径小、结构度高、表面活性大,用量大,胶料的弹性 差。其中炭黑用量影响最大。
6、对拉断伸长率的影响
carbon black)
高岭土(kaolin) ……
颗粒状
炭黑、白炭黑、无机填料
纤维状
短纤维、石棉、碳纤维
按形态分类
按性质分类 有机填料
炭黑、短纤维、木质素、 果壳粉、胶粉等
无机填料
白炭黑、陶土、碳酸钙、高 岭土、硅铝炭黑等
第二节 炭黑
一、炭黑(carbon black)的定义 由许多烃类物质(固态、液态或 气态)经不完全燃烧或裂解生成的具 有高度分散性的黑色粉末物质,主要 由碳元素组成,是近乎球形的胶体粒 子,而这些粒子大都熔结成形状不规 则的聚集体(aggregate)。
橡胶材料补强配方-填料系(多孔粉石英)

橡胶材料补强配方-填料系(多孔粉石英)1、填料及其作用组成填充补强体系的配合剂统称为填料,是橡胶工业的主要原料之一,属于粉体材料。
填料的用量相当大,几乎与橡胶本身用量相当。
含有填料的橡胶是一种多相材料,填料能赋予这种材料许多宝贵的性能,如大幅度提高橡胶的力学性能,使橡胶具有导电性、磁性、阻燃性、色彩等特殊性能,改善橡胶的加工工艺性能以及降低橡胶制品的成本等。
2、填料的分类填料的种类很多,按其在橡胶中的主要作用可分为补强性填料和增容性填料。
前者的主要作用是提高橡胶制品的硬度和机械强度,如拉伸强度、定伸应力、撕裂强度,耐磨性等,称为补强剂或活性填料,如炭黑、白炭黑、多孔粉石英等;后者的主要作用则是增加胶料容积,从而节约生胶、降低成本,称为填充剂、增容剂或惰性填料,如碳酸钙、陶土、滑石粉等。
这两类填料不能截然分开,比如被列入活性填料的多孔粉石英,这种填料属于非金属硅酸盐一类,但又具有表面活性,与炭黑、白炭黑的功能有相似之处,也有相同的功能。
经实验可以替代一部分炭黑、白炭黑。
所以这种统称填料的材料也可称为补强剂,其目的:增容、补强、降低成本。
由于生胶的类型不同,也使补强剂和填充剂之间的界限难以划分。
通常以“弹性能”(扯断功)数值的大小和变化来衡量各种填料在橡胶中的补强效果,如图所示。
由图可见炭黑、多孔粉石英在相当大的用量范围内具有较好的补强效果,常称它们为补强剂;陶土和碳酸钙等补强效果小,常称它们为填充剂。
填料也可按化学成分分类无机和有机填料。
无机填料如含硅化合物,碳酸盐类、金属氧化物等;有机填料如再生胶、硫化胶粉、木粉、短纤维等;除此之外,填料还可按外形分为粉状、纤维状、片状和树脂填料等。
3、多孔粉石英多孔粉石英属于一种火山灰沉积岩。
产品自然粒径细(0.5μm左右),颗粒分布均匀,比表面积大(8.3m2/g),外形结构近似球型无棱角状。
以电子显微镜图象看,其表面全是纳米级的介孔,平均孔径约为8.8nm(纳米)其物化性能指标如下:3.1多孔粉石英应用于橡胶多孔粉石英,是橡胶工业中新型补强剂和填充剂,它是由火山灰岩石经机械磨加工而成。
第五章填充剂与软化剂

第五章填充剂及橡胶的补强在橡胶工业中,填充剂的使用极为广泛,用量大,绝大多数的橡胶制品中都会含有大量的填充剂。
填充剂可大致分为活性填充剂和非活性填充剂。
活性填充剂又叫补强剂,它能显著提高硫化胶的耐磨性、拉伸强度、定伸应力、撕裂强度等性能,如炭黑、白炭黑等。
表5-1为炭黑对几种橡胶的补强效果。
非活性填充剂又称惰性填充剂,其主要作用是节约生胶、降低成本或改善加工工艺性能,如碳酸钙、陶土、碳酸镁、滑石粉等。
最主要的补强填充剂。
尤其是非自补强性合成橡胶如丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶等,需加入炭黑才能获得满意的力学强度。
目前,炭黑的消耗量约为生胶消耗量的50%左右。
橡胶工业用炭黑点炭黑总产量的90%以上。
因此,炭黑在橡胶工业中占有重要的地位。
本章着重介绍炭黑。
第一节炭黑的分类与命名工业炭黑是由烃类经高温不完全燃烧而制得的具有高度分散性的黑色粉末。
炭黑品种繁多,可按制造方法或按用途及补强性能分类。
1、按制造方法分类按制造方法可将炭黑分为三类,即接触法炭黑、炉法炭黑和热解法炭黑。
各类的主要品种如表5-2所示。
表5-2 炭黑品种分类2、按用途及补强效果分类按用途可将炭黑分为三类,即橡胶用炭黑、色素炭黑和导电炭黑。
而橡胶用炭黑,视其补强效果又有硬质、半硬质及软质炭黑之分。
补强性能高的炭黑统称为硬质炭黑或补强型炭黑。
这种炭黑与橡胶作用的活性高。
粒子细、比表面积大。
硫化胶的强度高,且耐磨耗,常用于胎面胶及运输带覆盖胶中。
此类包括有接触法炭黑的全部品种和油炉法炭黑中的超耐磨、中超耐磨和高耐磨类炭黑等。
有中等补强性能的炭黑称为半硬质炭黑或半补强型炭黑。
这类炭黑的粒子比较大,有一定的补强效能、弹性良好,较柔软,生热量低,多用于胎面体胶、胶管夹布胶、运输带内层胶、内胎、水胎、胶鞋以及压出制品中,该类包括油炉法炭黑中的快压出,通用、半补强炭黑以及气炉半补强炭黑等品种。
补强性很弱的炭黑称为软质炭黑或非补强型炭黑。
它们的粒子粗,活性差,胶料门尼粘度低,硫化胶硬度低,因此在橡胶中可大量填充,作为优质填充剂使用。
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橡胶补强填充剂概览0 前言用炭黑作为补强材料,已经伴随着橡胶工业,特别是轮胎工业经历了一个多世纪。
近年来,聚合物复合材料的蓬勃发展和橡胶原材料市场的剧烈竞争,以及人们对浅色橡胶制品花色品种不断提升的需求,促使填充剂的使用范围日益扩大,发展极其迅速。
因此,增加填充剂的品种和来源,控制填充剂的质量,提高填充剂的性能,具有非常重要的意义。
1 概述1.1 炭黑炭黑是一种用途广泛的化工产品,可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。
炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。
全球炭黑约有70%用于轮胎,20%用于其他橡胶制品,其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。
而在橡胶制品的分额中,一半用于制造汽车零部件,如V带和减震橡胶等。
因此,大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。
从总体上讲,世界炭黑工业已进入成熟期,其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。
(1)高性能和低滞后损失炭黑为了适应轮胎产品的发展,特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求,国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。
所谓高性能炭黑,其共同的特征是:粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。
而低滞后损失炭黑共同的特征是:结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。
其中,有些开发较早的品种,如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准,并已被轮胎厂广泛采用。
近几年研究开发的新品种,既未纳入ASTM标准,也未公布其化学指标,只有部分产品在生产厂家的产品目录中,可以看到其应用性能方面的说明,这些新品种目前正在推广应用。
(2)纳米结构炭黑低滞后损失炭黑是开发的重点,这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。
只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作,低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。
纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。
与传统的ASTM炭黑相比,纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。
较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。
这种结晶粒子具有大量的棱边,使其成为具有特别高表面能的活性场,活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。
提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。
填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热,从而降低滚动阻力。
由于纳米级炭黑的DBP值较低,所以,硫化胶的300%定伸应力稍低。
(3)导电炭黑由于导电/静电特性是众多橡胶制品所要求的基本性能,因此,导电炭黑的开发前景不容忽视。
导电炭黑的开发主要沿橡胶用导电炭黑和塑料用导电炭黑两大系列方向发展。
(4)色素炭黑色素炭黑开发相对稳定,塑料用炭黑开发较为活跃。
1.2 白炭黑白炭黑又称水合二氧化硅、活性二氧化硅和沉淀二氧化硅,分子式SiO2·nH2O。
它为高度分散状的无定形粉末或絮状粉末,质轻,具有很高的电绝缘性、多孔性和吸水性。
其原始颗粒粒径小于3μm,故表面积大,具有很好的补强和增粘作用以及良好的分散、悬浮和振动液化特性,已广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料、染料和油墨等十几个领域,尤其在橡胶行业,白炭黑以其优越的补强性和透明性居于首位。
但是,由于白炭黑表面存在着活性硅羟基、吸附水及由制备工艺导致其表面出现的酸区,使白炭黑呈亲水性,在有机相中难以浸润和分散,在橡胶硫化体系中不能与聚合物很好地相容,从而降低了硫化效率和补强性能,使其在某些特殊领域无法使用。
改性后的白炭黑因提高了表面活性,改善了在有机相中的分散性和相容性,从而大大拓宽了产品的应用领域,提高了白炭黑的高附加值。
白炭黑按其帝临方法可分为物理法和化学法。
用物理法制备的白炭黑产品档次不高,而橡胶行业所需的白炭黑填料通常是采用化学法生产的。
化学法可分为干法热解法(包括气相法和电弧法)和湿法,湿法按其生成特征又可分为沉淀法(包括硫酸沉淀法、盐酸沉淀法、硝酸沉淀法、二氧化碳沉淀法和水热法)和凝胶法(包括普通干燥类和气凝胶类)。
目前,国内外白炭黑的生产工艺主要有两种,一种是以四氯化硅为原料的气相法,把四氯化硅气体置于氢气、氧气流中,于高温条件下水解,制得烟雾状的二氧化硅,再使其凝结成絮状,然后分离、脱酸,制得产品。
用气相法生产的白炭黑是高纯度小粒径的高品质产品,一般用作精细填料。
但由于其原料价格高、反应流程长、生产过程能耗大、产品价格高而受到限制。
另一种是以水玻璃为原料的酸沉淀法,即由水玻璃通过酸化获得疏松、细分散、以絮状结构沉淀出来的Si2粉体。
用酸沉淀法制备白炭黑,生产工艺简单、产品成本低,但产品粒径大、活性较低、产品品质低。
欧洲轮胎厂家于1992年提出了绿色轮胎概念,所以,填充剂的开发状况开始出现变化。
通过使用特殊的聚合物和白炭黑/硅烷体系,可以获得高的湿路面牵引性能和湿路面刹车性能,通过降低滚动阻力使燃料消耗降低5%。
在欧洲的原装胎市场(OEM)上用于轿车轮胎胎面胶配方的白炭黑/硅烷填充体系已经高达80%以上。
现代冬季轮胎性能的大幅度提高主要也依赖于在胎面胶中使用了白炭黑/硅烷。
除了用白炭黑作为轿车轮胎胎面胶的主填充剂以外,将白炭黑用于胎体胶也可以进一步降低生热和滚动阻力。
通过使用专用高分散性白炭黑,再配合高结构细粒子炭黑可扩大白炭黑的用途,将它们用于载重汽车轮胎。
采用这种最佳的填充体系,可以满足载重汽车轮胎的主要性能要求,即降低轮胎的滞后损失,进而减少滚动阻力,同时,保持耐磨性能。
1.3 炭黑-白炭黑双相填充剂炭黑-白炭黑双相填充剂是用卡博特公司开发的独特技术生产的。
传统的炭黑由90%-99%碳元素组成,氧和氢是其他主要成分,而这种新型填充剂由炭黑相和分散在炭黑相中的白炭黑相构成。
其主要特点是提高了烃类弹性体中橡胶与填充剂的相互作用,降低了填充剂与填充剂的相互作用。
该填充剂可改善胶料性能,尤其是轮胎胎面胶的滞后损失与温度之间的关系,大大降低了滚动阻力,提高了牵引力,但并未降低传统炭黑的耐磨耗性能。
炭黑-白炭黑双相填充剂(CSDPF)已经以ECOBLACK TM、CRX TM2XXX系列的商品名在市场上销售,所以同时,还有CSDPF2000系列和CSDPF4000系列产品。
CSDPF2000与4000的不同之处包括白炭黑的分布、白炭黑表面覆盖率和硅含量。
CSDPF4000具有比CSDPF2000更高的白炭黑表面覆盖率和硅含量。
这种情况可以从硅含量的变化和氢氟酸(HF)抽提时的表面积变化看出来。
在HF抽提时,白炭黑被保持不变的炭黑相溶解。
从进行CSDPF的HF抽提时仍有大量白炭黑存在,表面积急剧增加这一事实可知,CSDPF2000白炭黑遍布于聚集体中。
与此相反,CSDPF4000表面积没有多大变化,且HF抽提后几乎没有留下白炭黑。
这表明,CSDPF4000聚集体。
中的白炭黑只停留在表面。
与传统炭黑和白炭黑相比,当与烃类聚合物混合时,CSDPF2000和4000均具有更高的填充剂-聚合物相互作用和更低的填充剂-填充剂相互作用。
对于填充胶料来说,弹性模量随着应变振幅减小而减小,这被称为“佩恩效应(Payne Effect)”。
主要通过填充剂-填充剂相互作用来控制的佩恩效应,通常被用作衡量填充剂网状结构的一种方法。
虽然从化学复合材料观点看,CSDPF2000和4000的性能都处于炭黑与白炭黑之间,但这里实际观察到的是,这两种新填充剂都具有最低的佩恩效应。
采用CSDPF2000,可提高载重汽车轮胎胎面与公路路面的摩擦系数,进而提高轮胎的湿路面防滑性能。
而CRX4000的高白炭黑覆盖率可以减小微弹性流体力学润滑,有利于提高轿车轮胎的湿路面防滑性能。
因此,为了提高轮胎胎面的综合性能,可在轿车轮胎胎面胶配方中使用CSDPF4000,而在载重汽车轮胎胎面胶配方中采用CSDPF2000。
1.4 其他填充剂(1)改性高岭土中外合资山西金洋煅烧高岭土有限公司对煤系高岭土进行了特殊处理后,提高了比表面积,然后,再进行表面改性处理,可大大提高橡胶的补强效果,在汽车轮胎、EPDM等橡制品胶应用中,达到甚至在某些方面超过了炭黑或白炭黑的补强性能。
(2)粉煤灰型橡胶补强剂(XRF)将从粉煤灰中分离出来的玻璃微珠填充到聚氯乙烯(PVC)中,改善性能并降低成本。
北京化工大学研制的一种以粉煤灰为主体材料的新型橡胶补强剂(XRF)已在北京橡胶二厂得到应用。
大量实验证明,新型橡胶补强剂(XRF)在天然橡胶、合成橡胶(丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶等)中的应用性能完全达到了同等替代半补强炭黑的水平。
该技术不仅解决了大量粉煤灰堆积带来的环境公害,而且对节约资源作出了重大贡献。
(3)凹凸棒改性粘土凹凸棒土的化学成分为硅、铝氧化物,含少量铁、钙、锰氧化物。
白色纤维状结晶是半补强类填充剂,能使挤出压延胶料表面光滑。
新型优质橡胶补强剂凹凸棒改性粘土可提高橡胶制品300%定伸应力,提高拉断伸长率,吃粉速度快,粉尘不易飞扬,具有高白度、高分散性、高遮盖力的特点。
在橡胶制品中加入该产品,不但能改善其外观质量,延缓老化速度,而且能耐酸碱腐蚀,降低成本,是一种优良的橡胶补强剂。
可广泛应用于橡胶传动带、汽车内外轮胎及其它橡胶制品。
(4)改性硬质陶土硬质陶土在橡胶中有半补强作用,能改善硫化胶的力学性能。
软质陶土在橡胶中无补强作用。
用硬脂酸、乙烯基硅烷、氢基硅烷及钛酸脂偶联剂对陶土进行改性,使其表面增加疏水性,可提高胶料的拉伸强度、定伸应力,降低生热和压缩永久变形,其补强性能与白炭黑相当,老化性能较好。
新型补强剂——超细活性陶土SFAC在等量替代的情况下,效果与半补强炭黑相当。
(5)DSI橡胶补强剂以稻壳为原料加工而成的超细微粉,通过偶联活化制成的橡胶补强剂,主要适用于玻璃、油漆、造纸、橡胶和塑料制品。
(6)塑料基橡胶补强填充剂以聚烯烃塑料为基料,与重质CaCO粉末、钙镁粉和多种高效能表面活性剂3配合,采用多层包覆技术生产出高性能塑料基橡胶补强填充剂,这种补强填充剂具有良好的流动性,可以在较高的填充量下应用于以天然橡胶为主要胶料的多种橡胶杂件,如橡胶V带、橡胶密封件、橡胶辊、橡胶衬垫、橡胶管、橡胶板等。
(7)木质素型橡胶补强剂木质素系通过在造纸制浆废液中直接改性而制得,采用新的橡胶加工工艺,使橡胶与木质素之间达到分子级的渗透与交联,从而使橡胶与天然高分子化合物(木质素)组成的合金具有优良的综合性能。
其力学性质与高耐磨炉法炭黑相当,在橡胶中的配比可比炭黑高出一倍。
(8)纳米氧化锌纳米氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末,易分散在橡胶和乳胶中,是天然橡胶和合成橡胶的补强剂、活性剂及硫化剂,也是白色胶料的着色剂和填充剂。