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[原创]炭黑对橡胶加工性能及硫化胶性能的影响（2010-11-19 17:24:32）

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一.炭黑对橡胶加工性能的影响

（一）炭黑性质对混炼的影响

1．炭黑性质对混炼吃料及分散的影响

炭黑的粒径越细混炼越困难，吃料慢，耗能高，生热高，分散越困难。 

2．炭黑性质对混炼胶粘度的影响

一般炭黑粒子越细、结构度越高、填充量越大、表面活性越高，则混炼胶粘度越高，流动性越差。

（二）炭黑性质对压出的影响

一般来说，炭黑的结构性高，混炼胶的压出工艺性能较好，口型膨胀率小，半成品表面光滑，压出速度快。炭黑用量多，膨胀率小，所以FEF等快压出炭黑适用于压出胶料。

（三）炭黑性质对硫化的影响

1.炭黑表面性质的影响

炭黑表面酸性基团含量多，PH低，对于促进剂D的吸附量大，相应地减少了促进剂D的用量，因而回会迟延硫化。另外炭黑表面酸性基团能阻碍自由基的形成，又能在硫化初期抑制双基硫的产生，所以会迟延硫化，起到较好的防焦烧作用。而PH值高的炉法炭黑一般无迟延现象。

2.炭黑的结构和粒径的影响

炭黑粒径越小，焦烧越快。这是因为粒径越小，比表面积越大，结合胶越多，自由胶中硫化剂浓度较大的原因。

二、炭黑对硫化胶性能的影响

（一）炭黑性质对硫化胶一般技术性能的影响

1．炭黑粒径的影响 

粒径小，撕裂强度、定伸应力、硬度均提高，而弹性和伸长率下降，压缩永久变形变化很小。 

2．炭黑结构的影响

炭黑的结构对定伸应力和硬度均有较大的影响。 定伸应力随结构升高而明显提高。

3.炭黑表面性质对硫化胶性能的影响  

（1）炭黑粒子的表面形态的影响 

随着粗糙度的增大，硫化胶的定伸应力、拉伸强度、耐磨性和耐屈挠龟裂性下降，而回弹性、伸长率则增大。 

（2）炭黑粒子表面化学基团的影响

对近于饱和的弹性体来说，含氧官能团对炭黑的补强作用非常重要，含氧基团多的槽法炭黑补强性高。 

（二）炭黑的性质对硫化橡胶动态性能的影响

1.填充炭黑和振幅对动态性能的影响

加入炭黑使G' （弹性模量）、G" （损耗模量）均增加。炭黑的比表面积大、活性高、结构高均使G ' 、G "增加。

（1）填充炭黑和振幅对G'的影响

填充炭黑的G'高于纯胶的，且随炭黑填充量增加而提高。填充炭黑的G'受振幅的影响，随振幅增大而减弱，到大约10%时趋于平稳。

（2）填充炭黑和振幅对G"和tgδ的影响

炭黑的加入使胶料的G "和tgδ增大也就会使胶料生热增高，阻尼性提高。

2.炭黑性质对动态性能的影响

炭黑的比表面积大，硫化胶的E'大，且随振幅的增大，下降程度也大。比表面积接近，结构高的E'大，但对振幅变化不敏感。  

（三）炭黑的性质对硫化胶导电性的影响

炭黑填充胶会使胶料电阻率下降，若需要高电阻的制品应使用大粒子、低结构、表面挥发分大的炭黑。炭黑用量增大，降低电阻率。

三、炭黑的用量对补强性的影响

一般为40～50份，过少起不到很好的补强作用，且不利于降低成本；过多则出现硬化效应，但对热裂法炭黑则不限。

炭黑用量对补强性的影响表现在：硬度，定伸应力和生热性等，随炭黑增量出现单调增大；回弹性，伸长率等出现单调下降；抗张强度（40—50份），撕裂强度及耐磨耗性（50—60份）等随炭黑增量出现最大值。对于自补强性橡胶，用量略低些，而非补强性橡胶则用量略高些。