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熔融硅微粉在硅橡膠產品的作用及用量選擇分析
新聞來源:    點擊數:511    更新時間:2022-10-23    收藏此頁

橡膠產品專用熔融硅微粉填料的要求
1、對硅微粉填料的一般要求
(1)補強填料硅微粉粒子表面要有強的化學活性,能與橡膠產生良好的結合,能改善硫化膠的力學性能、耐老化性能和粘合性能。非補強填料粒子表面呈化學惰性,和橡膠不產生化學結合,不影響硫化膠的力學性能及耐候性、耐酸堿性和耐水性。
(2)石英粉有較高的化學純度,細度要均勻,對橡膠有良好的濕潤性和分散性。
(3)不易揮發,無臭、無味、無毒,有較好的貯存穩定性。
(4)用于白色、淺色和彩色橡膠制品的填料,還要求不污染,不變色。
(5)價廉易得。
2、對硅微粉填料的性能要求
(1)細度:一般說,補強填料顆粒越細,比表面積越大,和橡膠接觸面積也越大,補強效果越好。非補強填料顆粒越細,加進橡膠后混煉效果越好。但必須分散均勻,如分散不均勻,即使顆粒很細,混煉效果亦不好。
(2)顆粒外形與晶型:填料顆粒外形以球形硅微粉較好,片形或針形填料在硫化膠拉伸時輕易產生定向排列,導致永久變形增大,抗撕裂性能降低。補強填料中炭黑和白炭黑為無定形,其他填料也有結晶型的。比如硅微粉雖與白炭黑化學成分均為二氧化硅,但前者為結晶型,后者為無定型。結晶型填料又分為異軸結晶和等軸結晶兩種。同軸結晶x、y、z三軸相似,各向同性。異軸結晶x、y、z三軸有明顯差異,各向異性在常用非金屬礦物填料中,陶土、石墨、硅藻土屬異軸結晶系。碳酸鈣為等軸結晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡膠制品,不宜用異軸結晶系物質作補強填料。
(3)表面性質:粉體填料混進橡膠,其粒子被橡膠分子包圍,粒子表面被橡膠濕潤的程度對補強效能有很大影響。不易濕潤的顆粒,在橡膠中不易分散,輕易結團,降低其補強效能。這種狀況可以通過添加某些有助于增加濕潤的物質得以改善。例如補強效能很小的碳酸鈣,加進脂肪酸后,降低了表面張力,增加了濕潤程度,進步了補強效果。
炭黑是橡膠的主要補強填料,其成分90%~99%是元素碳,其余是少量揮發分和水分。在炭黑生產過程中,其表面吸附或結合了少量羧基、醌基、酚基、內酯基等化學基團。過往曾經以為炭黑的補強效能僅取決于其粒徑(比表面積)大小及結構性,而與其表面的化學性質無關。近年來大量研究結果表明,炭黑粒子表面的化學基團在混煉過程中能與橡膠起化學反應,使結合膠增加,進而增進了硫化膠的力學性能和耐老化性能。
白炭黑粒子表面化學基團與炭黑完全不同。氣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氣相法白炭黑呈酸性,沉淀法白炭黑表面呈酸性或呈堿性。呈酸性會遲延硫化速度,呈堿性則會加快硫化速度。白炭黑表面微孔多,吸濕性強,對補強不利。用硅烷偶聯劑對其表面進行改性處理,能克服其弊端,改善其補強性能。對非金屬礦物粉體填料進行表面改性處理,也有很好的應用效果。
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