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    炭黑對橡膠力學(xué)性能和耐磨性的提升效果

       時間:2023-11-01 來源:互聯(lián)網(wǎng)發(fā)表評論

    炭黑作為一種主要的橡膠填料,在橡膠材料中發(fā)揮著重要的作用。炭黑的加入可以明顯提高橡膠的力學(xué)性能和耐磨性能,因此在橡膠制品中廣泛應(yīng)用。

    一、炭黑的種類及性能

    1.炭黑的種類

    目前炭黑主要分為下列幾類:

    (1)熱膠炭黑:主要由天然氣、油料加工半焦等原料制得,具有較高的碳含量(95%以上),是目前最重要的炭黑種類。

    (2)炭黑塵:是制備炭黑時產(chǎn)生的副產(chǎn)物,通常作為橡膠中的填料使用。

    (3)磁性炭黑:添加了一定數(shù)量的鐵、鎳等金屬元素,具有磁性,可以用于電磁屏蔽材料、磁性橡膠等方面。

    (4)硅酸鹽炭黑:主要用于橡膠制品中的超細(xì)黑炭。

    (5)特種炭黑:如導(dǎo)電炭黑、納米炭黑、團(tuán)聚炭黑等,廣泛應(yīng)用于高端橡膠制品。

    2.炭黑的性能

    炭黑的性能取決于其表面積、結(jié)構(gòu)、比表面積及粒度分布等因素。一般來說,炭黑具有以下幾種性能:

    (1)增加橡膠中的填充量。

    (2)提高橡膠的硬度。

    (3)提高橡膠的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。

    (4)提高橡膠的磨損性能,增加橡膠制品的壽命。

    (5)提高橡膠制品的耐熱性、耐老化性。

    二、炭黑對橡膠力學(xué)性能的提升效果

    1.硬度的提高

    炭黑的加入可以增加橡膠中的填充量,進(jìn)而提高橡膠的硬度。炭黑的高比表面積和粒度分布可以增加橡膠中填充物的分散度,進(jìn)一步提高橡膠的硬度。

    2.拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的提高

    炭黑通過增加橡膠中的填充量,改良了橡膠的分子鏈結(jié)構(gòu),提高了橡膠的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。

    3.耐磨性的提高

    炭黑的高比表面積和粒度分布可以增加橡膠中填充物的分散度,從而提高橡膠的耐磨性能。此外,炭黑的表面特性也對橡膠的耐磨性能有影響。

    三、炭黑對橡膠耐磨性的提升效果

    1.磨損機(jī)理

    橡膠制品在使用過程中,由于摩擦和磨損的作用,表面的橡膠分子鏈斷裂、磨損、剝落等現(xiàn)象會逐漸加劇,導(dǎo)致橡膠制品的服務(wù)壽命縮短。而炭黑的加入可以明顯改善這種情況。

    2.炭黑的作用機(jī)理

    (1)填充作用:炭黑的加入可以增加橡膠制品中的填充量,從而減少橡膠分子鏈的位移,提高橡膠制品的硬度和抗磨損性。

    (2)摩擦減少:炭黑與橡膠的相互作用可以減少摩擦力和熱量的產(chǎn)生,從而延長橡膠制品的壽命。

    (3)抗氧化:炭黑具有一定的抗氧化性能,可以有效延長橡膠制品的使用壽命。

    (4)抗紫外線:炭黑的加入可以有效提高橡膠制品的抗紫外線性能,提高橡膠制品的使用壽命。

    四、結(jié)論

    炭黑作為一種重要的橡膠填料,可以明顯提高橡膠的力學(xué)性能和耐磨性能。對于橡膠制品來說,炭黑的加入是一種經(jīng)濟(jì)、有效的改善手段。同時,炭黑的種類和性能也對橡膠制品的性能有著明顯的影響,因此在具體使用時需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的炭黑種類和粒度分布。

     
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