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橡膠產品內粉體填料的要求與用量


橡膠工業會大量使用填料作為配合劑,其用量僅次于橡膠的耗用量。橡膠采用補強填料,除了可以提高橡膠制品的強度之外,還可以改善膠料的加工性能。同時,可賦予制品良好的耐撕裂、耐磨耗、耐寒、耐熱、耐油等多種性能,并延長制品的使用壽命。橡膠采用非補強填料,主要起到填充增容的效果,部分會起到脫模、隔離、著色的效果。

橡膠產品對填料的要求

(一)一般要求

① 補強填料粒子的表面要有較強的化學活性,可以和橡膠產生良好的結合,改善硫化膠的耐老性能、力學性能、粘合性能。非補強填料粒子的表面呈化學惰性,不會與橡膠產生化學結合,也不會對硫化膠的耐候性、耐水性、耐酸堿性以及力學性能產生影響。

② 具有較高的化學純度、均勻的細度,對橡膠起到良好的分散性與濕潤性。

③ 無毒、無臭、無味,不易揮發,有較好的貯存穩定性。

④ 用于白色、淺色、彩色橡膠制品的填料要求無污染、不變色。

⑤ 價廉易得。

(二)性能要求

① 細度:

通常來說,補強填料顆粒越細,比表面積越大,和橡膠的接觸面積也就越大,補強效果越好。而非補強填料顆粒越細,加入橡膠后的提煉效果也就越好。

但是,前提是必須均勻分散。如果分散不均勻,即便顆粒很細,混煉的效果也不會理想。

② 顆粒形狀與晶型:

填料的顆粒形狀以球形較好,針形或是片狀的填料在硫化膠拉伸時容易產生定向排列,導致永久變形增大,抗撕裂性能則會降低。

其中,結晶型填料還分為等軸結晶與異軸結晶兩種。同軸結晶的xyz三軸相似,各向同性;異軸結晶的xyz三軸存在顯著的差異。

非金屬礦物填料常用異軸結晶系,而要求耐撕裂性能與耐磨性能好的橡膠制品,則不宜添加異軸結晶系物質作為補強填料。

③ 表面性質:

粉體填料混入橡膠,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果有著極大的影響。不易濕潤的粒子在橡膠中不易分散,容易結團,降低填料的補強效果。

針對這種情況,可以添加某些有助于增加濕潤的物質加以改善。

填料在橡膠產品中的用量

在橡膠產品中,相比于天然橡膠和合成橡膠(生膠),填料的用量是第二大原材料。在產品配方中,如果生膠的用量是100,補強填料的用量約是50,非補強填料的用量約是25,當然這是對各類橡膠產品總和而言的。如果具體到每一種產品,有些填料的用量甚至超過橡膠,有些則低于總和平均量。

在各類橡膠產品中大量使用補強填料與非補強填料,不同產品使用的填料類型與品種不同,其用量相差很大。實際使用時應依據橡膠制品的性能要求調整配方,選擇膠種,添加補強填料改善力學性能,添加非補強填料改善加工性能,降低生產成本。通過調整防護體系與硫化體系優化配方是生產優質橡膠制品的基礎。



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