白炭黑在生產混合矽橡膠(jiāo)過程中的作用有哪些
? 白炭黑是生產混煉矽橡膠的重要原料,在生產原膠時(shí),加多少?什麽時候加?都會影響(xiǎng)到矽橡膠原料的性能。本文就來說說白炭黑對膠(jiāo)料的影(yǐng)響(xiǎng)。
一、膠料的混煉與分散
白炭黑由於表麵積很(hěn)大,總趨向於二次聚集,加之在空氣(qì)中極易吸收水分(fèn),致使羥基間易產生很強的氫鍵締合,進一步提高了顆粒間的凝聚力,所以白炭黑的混煉與分散要(yào)比炭黑困難得多,而且在多量配(pèi)合時,還容易生(shēng)成凝膠,使膠料硬化,混煉時生熱大(dà)。為獲得良好的分(fèn)散,就要求初始混煉時,保持盡(jìn)可能(néng)高的剪切力,以便使(shǐ)白炭黑的這些聚集體粒子(zǐ)盡可能(néng)被破壞,而又不致使橡膠(jiāo)分子鏈發生過多的機械降解(jiě)。為此,白炭黑應分批少(shǎo)量加入,以降低生熱。適當提高(gāo)混煉溫度,有利(lì)於除掉一部分白炭黑(hēi)表麵吸附水分,降低粒子間的凝聚力,有(yǒu)助於(yú)白炭黑(hēi)在膠料中的分散。

二、白炭黑補強(qiáng)矽膠混煉膠中的結構控製
白炭(tàn)黑,特別是氣相法白炭黑是矽膠的補強劑,但有一個使混煉膠硬化的問(wèn)題,一般稱為“結構化效應”。其結構化隨膠(jiāo)料停放時間延長而增加,甚(shèn)至嚴重到無法返煉(liàn)、報廢的程度。對(duì)此有兩種(zhǒng)解釋,一種認為是矽膠端基與白炭黑(hēi)表麵羥基縮合;另一(yī)方麵認為矽膠矽氧鏈節(jiē)與白炭黑(hēi)表麵羥基形成氫鍵。
防止結構化有兩個途徑(jìng),其一是混(hún)煉時(shí)加入(rù)某些可以與白炭黑表麵羥基發生反應的物質,如羥(qiǎng)基矽油、二苯基矽二醇(chún)、矽(guī)氮烷等。當使用二苯基矽二醇時,混煉後應在160~200℃下(xià)處(chù)理0.5~1h。這(zhè)樣就可以防止(zhǐ)白炭黑(hēi)填充矽膠的結構化。另一途(tú)徑是預(yù)先將白炭黑表麵改性,先去掉部(bù)分表麵(miàn)羥基(jī),從根本上消除結構化。
三、膠(jiāo)料的(de)門(mén)尼粘度
白炭黑生成凝膠的能力與炭黑不相上(shàng)下,因(yīn)此在混煉白炭黑時,膠(jiāo)料的門尼粘度提高,故(gù)在含白炭黑(hēi)的膠料配(pèi)方中軟化劑(jì)的選擇和(hé)用(yòng)量很重要。在IIR中往往加入石蠟烴(tīng)類、環烷烴類和(hé)芳香烴類,用量視白炭黑用量多少及門尼粘(zhān)度大小而異,一般(bān)可達15-30%。在(zài)NR中(zhōng),以植(zhí)物(wù)性軟化劑如鬆香油(yóu)、妥爾油等軟(ruǎn)化效果,合成的軟化(huà)劑效果不大,礦物油的軟化效果。

四、膠料的硫(liú)化速度
白炭黑粒子表(biǎo)麵有大量的微孔,對硫化促進劑有較強的吸附作用,因(yīn)此明顯地遲延硫化。為了(le)避免這種現象(xiàng),一方麵可適當(dāng)地提高促進(jìn)劑的用量;另一方麵可采用活性劑,使活性劑優先吸附(fù)在(zài)白炭黑表麵,這樣就減少了它對促進劑的吸(xī)附。
活性劑一般是含氮或含氧的胺類、醇(chún)類、醇胺類低分子化合物。對(duì)NR來說胺類更適合(hé),如二乙醇胺、三乙(yǐ)醇胺、丁二胺(àn)、六亞甲基四胺等。對SBR來說,醇類更(gèng)適合,如己三醇(chún)、二甘醇、丙三醇、聚乙二醇等。活性(xìng)劑用量要根據白炭黑用量、PH值和橡膠品種而定(dìng),一般用量為白炭黑的(de)
五、白炭黑對硫化膠性能(néng)的(de)影響
白炭黑對各種(zhǒng)橡膠都有(yǒu)十分顯著的補強作用,其中對矽膠的補強效果尤為突出(chū)。大多數促進劑都是含有氨基(jī),由於白(bái)炭黑的吸附作用以及與促進劑的反應,都會降低促進劑(jì)參加硫化反(fǎn)應的量。
白炭黑可以和活化硫化的鋅離子反應而降(jiàng)低鋅(xīn)離子的濃度。因此可以影響硫磺/促進劑體係的(de)硫化效果。同時(shí)由於本身具有酸性,可顯著降低過氧化物的交聯速度和效(xiào)率。還會使 DCP 在硫化時有難聞的氣味。
白炭黑補強(qiáng)效果僅次於相應爐法炭黑(hēi)的白色補強劑。含一定量白炭黑的硫化膠與相應爐(lú)法炭黑(如HAF)補強的硫化膠相比,具(jù)有強度高、伸長率大,撕裂(liè)強度高、硬度高、絕緣(yuán)性好等優點。通常將炭黑和白炭(tàn)黑並用,可以獲得較好的綜合性能(néng)。

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