第四章-填充補(bǔ)強(qiáng)體系

第四章橡膠的填充補(bǔ)強(qiáng)體系復(fù)習(xí)提問：1.防止橡膠老化的方法有哪些？2.防老劑的概念，防老劑的選擇原則是什么，防老劑并用的效應(yīng)有幾種？3.舉例說明輪胎和密封圈的防護(hù)體系選擇有何不同？第四章橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充體系本章內(nèi)容學(xué)習(xí)目的和要求1、補(bǔ)強(qiáng)填充基本知識2、CB種類及制造3、CB結(jié)構(gòu)、性能及使用4、WCB及其他填充補(bǔ)強(qiáng)劑1、掌握補(bǔ)強(qiáng)填充的基本概念2、掌握炭黑的結(jié)構(gòu)、常用品種的性能及用法3、掌握白炭黑的類型及用法

4、掌握填料對橡膠加工性能的影響、填料的使用原則

5、熟悉結(jié)合橡膠的概念；掌握偶聯(lián)劑的用法6、了解其他常用填充劑的性能及用法

概述一、填充、補(bǔ)強(qiáng)二、填充、補(bǔ)強(qiáng)的意義三、填充補(bǔ)強(qiáng)劑的種類填充補(bǔ)強(qiáng)體系填充補(bǔ)強(qiáng)體系一、填充、補(bǔ)強(qiáng)的基本概念補(bǔ)強(qiáng)：GB9881-88通過填加填料，使硫化橡膠物理機(jī)械性能（如定伸強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、耐磨性、耐疲勞性等）獲得提高的效應(yīng)（作用）。填充：起到增加體積，降低成本，改善加工工藝性能（減小半成品收縮率、增加半成品表面光滑），同時能提高硫化膠的硬度及定伸應(yīng)力的效應(yīng)（作用）。

補(bǔ)強(qiáng)劑：凡是具有補(bǔ)強(qiáng)作用的物質(zhì)；凡是提高橡膠強(qiáng)伸性能（拉伸、定伸、耐磨、耐撕裂）的物質(zhì)。又稱：活性填料、補(bǔ)強(qiáng)性填料填充劑：凡是能增加容積，降低成本，改善加工工藝性能的物質(zhì)。又稱：增容劑、惰性填料、增容性填料補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑的區(qū)別：相聯(lián)性、相對性填料：（又稱大料）通過大量使用，改善橡膠的物理機(jī)械性能，加工工藝性能，降低成本的物質(zhì)。二、填充、補(bǔ)強(qiáng)的意義（一）、提高物理機(jī)械性能

1、強(qiáng)度：特別是非結(jié)晶橡膠（非自補(bǔ)強(qiáng)性）。

2、特殊物理性能：磁性、導(dǎo)電性、阻燃性填充補(bǔ)強(qiáng)體系（二）、改善工藝性能降低壓出變形，提高塑性、流動性（三）、降低成本缺點(diǎn)：

1、物理機(jī)械性能：彈性降低、應(yīng)力松弛性能下降、滯后損失增大、壓縮永久變形增大、伸長率減小。

2、加工工藝性能：混煉時間提高，消耗功率增加橡膠類別硫化膠的拉伸強(qiáng)度/MPa補(bǔ)強(qiáng)倍數(shù)加碳黑強(qiáng)度/未加碳黑強(qiáng)度未加碳黑加碳黑結(jié)晶性橡膠NR20~3030~34.51~1.6CR15~2020~281~1.8非結(jié)晶性橡膠SBR2~315~255~12NBR2~415~254~12表6-1碳黑對不同膠種的補(bǔ)強(qiáng)效果填料按作用分按顏色分按來源分按形狀分補(bǔ)強(qiáng)劑CB、WCB、某些超細(xì)無機(jī)填料等填充劑陶土、碳酸鈣等黑色碳黑非黑色大多數(shù)無機(jī)填料有機(jī)碳黑、果殼粉、軟木粉、木質(zhì)素、煤粉、樹脂等無機(jī)（主要是指礦質(zhì)填料）陶土、碳酸鈣、硅鋁碳黑粒狀碳黑及絕大多數(shù)無機(jī)填料纖維狀石棉、短纖維、碳纖維、金屬晶須等概述片狀樹脂填料§6－1炭黑的結(jié)構(gòu)、常用品種的性能與應(yīng)用

一、CB的分類二、CB的命名三、CB的制造四、炭黑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)五、炭黑補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理六、炭黑的性能與應(yīng)用七、炭黑的選用原則填充補(bǔ)強(qiáng)體系一、CB的分類CB接觸法CB爐法CB熱解法CB天然氣槽法CB滾筒法CB氣爐法CB，如天然氣半補(bǔ)強(qiáng)CB油爐法CB，包括SAF、ISAF、HAF等油氣爐法CB熱裂法CB細(xì)粒子熱裂CB乙炔CB混氣CB（包括槽法和無槽法）中粒子熱裂CB1、按制造方法分新工藝CB2、按使用性能可分為

1、硬質(zhì)CB:超耐磨爐黑、中超耐磨爐黑、高超耐磨爐黑、細(xì)粒子爐黑

2、軟質(zhì)CB:快壓出爐黑、通用爐黑、高定伸爐黑、半補(bǔ)強(qiáng)爐黑、細(xì)粒子熱裂炭黑、中粒子熱裂炭黑、易混槽黑和可混槽黑

種類粒徑/nm補(bǔ)強(qiáng)效果性能及舉例應(yīng)用硬質(zhì)CB<40高如SAF、ISAF、HAF、MPC、EPC。用于胎面和運(yùn)輸帶的覆蓋膠。軟質(zhì)CB>40低如半補(bǔ)強(qiáng)性CB（彈性好，較柔軟，生熱低）SRF、FEF、GPF熱裂法CB。多用于胎體、膠管夾布膠、運(yùn)輸帶內(nèi)膠、內(nèi)胎、水胎、膠鞋等。1、活性CB2、半活性CB3、惰性CB3、按污染性分類：非污染污染二、CB的命名X-X-X-X0~9共10個數(shù)字，代表10個系列CB的平均粒徑范圍英文字碼N、SN正常硫速、中性或堿性CB（爐法）S硫速慢、酸性CB（槽法、改性爐法）后兩位都是數(shù)字，任選，代表各系列中不同牌號間的區(qū)別例如：N330普通高耐磨N347高結(jié)構(gòu)高耐磨N326低結(jié)構(gòu)高耐磨N339新工藝高結(jié)構(gòu)高耐磨ASTM-1765-81標(biāo)準(zhǔn)第一字碼第二位數(shù)字典型碳黑數(shù)字平均粒徑范圍/nm代號平均粒徑/nm英文名稱縮寫中文名稱N或S01~10

111~19N11019SAF超耐磨爐黑220~25N220s20023ISAF中超耐磨爐黑326~30N33029HAF高耐磨爐黑S300EPC易混槽黑431~39N44033FF細(xì)粒子爐黑540~48N55042FEF快壓出爐黑649~60N66060GPF通用爐黑761~100N77062SRF半補(bǔ)強(qiáng)爐黑8101~200N880150FT細(xì)粒子熱裂法碳黑9201~500N990500MT中粒子熱裂法碳黑圖7不同CB粒徑比較三、CB的制造采用油或天然氣為原料，在1300~1650℃的反應(yīng)爐中反應(yīng)，爐頂有冷水噴淋。反應(yīng)到所需程度，其產(chǎn)物經(jīng)過袋濾、粉碎、造粒、磁選等后處理得到CB。油爐法的轉(zhuǎn)化率40%~75%，氣爐法28%~37%爐法CB的特點(diǎn)：氧量少（約1%），呈堿性，灰分較多（一般0.2%~0.6%）可能是水冷時水中的礦物質(zhì)帶來的。1、爐法CB圖4-3槽法CB的制造1、CB；2、槽鐵；3、火燃；4、火嘴；5、火房；6、接料斗；7、槽鐵和火燃；8、空氣圖4-4生產(chǎn)滾筒法CB基本設(shè)備示意圖1、輸氣管2、火嘴3、滾筒4、刮刀5、碳黑貯斗6、螺旋輸送器1、加熱的空氣和天然氣入口2、裂解天然氣3、噴水冷卻4、袋濾器5、氫氣分離6、螺旋輸送器7、貯槽8、裝袋9、閥門2、槽法CB（接觸法CB）槽法CB的特點(diǎn)：含氧量大（平均可達(dá)3%），呈酸性，灰分較少（一般低于0.1%）。轉(zhuǎn)化率大約5%天然氣在1200~1400℃下隔絕空氣使其裂解（CH4→C+2H2）制得的CB。特點(diǎn)：粒子粗大，補(bǔ)強(qiáng)性低，含氧量低（不到0.2%），含碳量達(dá)99%以上。轉(zhuǎn)化率30%~47%3、熱裂法CBCB轉(zhuǎn)化率%酸堿性含氧量補(bǔ)強(qiáng)效果粒徑灰分爐法CB油爐法40~75堿性1%高小0.2%~0.6%氣爐法28~37槽法CB5酸性平均可達(dá)3%中中一般低于0.1%熱裂法CB30~47堿性不到0.2%低大含碳量達(dá)99%以上CB特點(diǎn)比較小結(jié)1、了解填充劑的發(fā)展和分類方法2、掌握CB的分類、命名和制造1、補(bǔ)強(qiáng)、填充及相關(guān)的概念2、CB的分類—爐法、槽法、熱裂法、新工藝CB3、CB的命名—ASTM-1765-814、CB的制造—爐法、槽法CB本節(jié)課的要求：作業(yè)課后習(xí)題1、2預(yù)習(xí)CB的微觀結(jié)構(gòu)和組成CB的基本性質(zhì)及對橡膠性能的影響四、炭黑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

表征炭黑的基本性能：主要有炭黑的粒徑、結(jié)構(gòu)性、表面化學(xué)性質(zhì)等。

1.粒徑和比表面積①粒徑a定義：粒徑是指單顆炭黑或聚集體中原生粒子的大小b單位為：nm。（橡膠用CB的平均粒徑一般在11-500nm之間）粒徑越小，分散度越高，補(bǔ)強(qiáng)性能越好。②比表面積a定義：指單位質(zhì)量或單位體積（真實(shí)體積）中炭黑粒子的總表面積b單位為：m2/g。粒徑與比表面積之間可以相互換算，粒徑越小，比表面積越大，分散性越高。

2.結(jié)構(gòu)性

炭黑的結(jié)構(gòu)性是指炭黑在生成過程中處于高溫火焰區(qū)，粒子連接成長鏈并熔結(jié)在一起而成為三度空間的聚集傾向，此聚集體即一次結(jié)構(gòu)，也稱主結(jié)構(gòu)。

一次結(jié)構(gòu)

二次結(jié)構(gòu)

測定結(jié)構(gòu)性的方法：比容法和吸油值法3.化學(xué)組成及表面官能團(tuán)

CB由90～99％以上炭元素；1%的氧-爐黑，3～4%的氧-槽黑；0.3～0.7%的氫；及少量硫等4.炭黑的表面粗糙度

工業(yè)上用炭黑內(nèi)表面積（低溫氮吸附法）與外表面積（CTAB）的比值來表示炭黑的粗糙度（系數(shù)）。一般爐法炭黑的粗糙度要小于槽法炭黑。橡膠用炭黑的表面粗糙度希望光滑些，少微孔。

5.炭黑粒子的微觀結(jié)構(gòu)及形態(tài)

微觀結(jié)構(gòu)是指炭黑粒子內(nèi)部碳原子排列特征

為同心取向準(zhǔn)石墨結(jié)構(gòu)

6.炭黑的光學(xué)性質(zhì)

CB的光學(xué)性質(zhì)包括炭黑的黑度、著色強(qiáng)度、光散射非對稱性和色相等CB的光學(xué)性質(zhì)與粒徑、結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)的關(guān)系五、炭黑補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理

1.表面吸附層理論

圖6-1炭黑填充的硫化膠的結(jié)合膠模型

圖6-2炭黑補(bǔ)強(qiáng)硫化膠中C相集團(tuán)結(jié)構(gòu)（Ⅰ）—橡膠分子與炭黑的物理吸附（Ⅱ）—橡膠分子與炭黑的化學(xué)結(jié)合

2.分子鏈滑動理論

圖6-3分子鏈滑動補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理示意圖

1—分子鏈的原始松弛狀態(tài)；2—拉伸時分子鏈中最短鏈段完全伸直；3—進(jìn)一步拉伸，引起鏈段滑動；4—再繼續(xù)拉伸，鏈段呈整齊排列，應(yīng)力均勻分布，并發(fā)生磨擦能耗散；5—除掉外力，形變恢復(fù)到初始狀態(tài)，并產(chǎn)生應(yīng)力軟化現(xiàn)象；6—應(yīng)力恢復(fù)，由于鏈段的運(yùn)動性，使鏈段長度不規(guī)則化而趨向始態(tài)。

六、炭黑的性能與應(yīng)用

1、特性2、主要品種3、應(yīng)用13個主要系列CB1．N100系列炭黑

2.N200系列炭黑

3．N300系列炭黑

4．導(dǎo)電炭黑的

5．N500系列炭黑

6．N600系列炭黑

7．N700系列炭黑

8．N800～900系列炭黑

9．代槽爐黑

10.槽黑

11.半補(bǔ)強(qiáng)爐黑系列炭黑

12.噴霧炭黑

13.乙炔炭黑

七、炭黑的選用原則

1.根據(jù)產(chǎn)品的特性要求進(jìn)行選擇2.根據(jù)使用膠種及制品的工藝操作要求進(jìn)行選擇3.根據(jù)并用的要求來選擇（1）多方面性能的要求（2）便于工藝操作（3）降低成本橡膠品種炭黑品種超耐磨爐黑中超耐磨爐黑高耐磨爐黑槽黑快壓出爐黑半補(bǔ)強(qiáng)爐黑通用爐黑熱裂炭黑細(xì)粒子爐黑高定伸爐黑天然橡膠丁苯橡膠丁基橡膠氯丁橡膠丁腈橡膠丙烯酸酯橡膠氯磺化聚乙烯橡膠順丁橡膠異戊橡膠氯醚橡膠乙丙橡膠聚氨酯橡膠氟橡膠△△

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表6-3膠種與炭黑之間的選擇參考

§6－2白炭黑的性能與應(yīng)用

1、定義白炭黑專指極細(xì)粒子的硅酸、硅酸鹽白色補(bǔ)強(qiáng)劑。2、特性與應(yīng)用補(bǔ)強(qiáng)劑或改性劑，與炭黑相比，其粒子細(xì)、比表面積大，具有多孔性，補(bǔ)強(qiáng)效果僅次于炭黑，而優(yōu)于其他任何白色補(bǔ)強(qiáng)劑。

一、白炭黑的分類與命名1、按生產(chǎn)方法可分為沉淀法（濕法）和氣相法（干法或燃燒法）白炭黑2、按粒徑來分的美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)

3、按白炭黑的表面積來分的前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)

4、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS5794/3

性質(zhì)技術(shù)要求性質(zhì)技術(shù)要求二氧化硅含量，%顏色篩余物（45μm），%加熱減量（105℃），%灼燒減量（1000℃），%90以上等于標(biāo)樣0.5以下4.0～8.07以下PH值銅含量，mg/kg錳含量，mg/kg鐵含量，mg/kg5.0～8.0501001500表6-4沉淀法白炭黑的技術(shù)要求（ISO/DIS5794/3）

5、GB10517～10530-89類別表面積/m2/g類別表面積/m2/gABC>190160～190136～160DEF106～13571～105<70表6-5白炭黑的分類（GB10517～10530-89）

項(xiàng)目技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求二氧化硅含量，%顏色篩余物（45μm），%加熱減量，%灼燒減量，%90優(yōu)于、等于標(biāo)樣0.64.0～8.07.0PH值總銅含量，mg/kg總錳含量，mg/kg總鐵含量，mg/kgDBP吸收值，cm2/g5.0～8.0305010002.00～3.50表6-6白炭黑的技術(shù)要求（GB10517～10530-89）

技術(shù)性能1號2號3號4號5號表面積/m2/g吸油值/cm3/g表觀密度/g/cm3PH值加熱減量（110℃×2h），%灼燒減量（900℃×2h），%機(jī)械雜質(zhì)/個數(shù)/2g氧化鋁（Al2O3）/%氧化鐵（Fe2O3）/%銨鹽（以NH3計(jì)）/%—<2.90—4～6≤3≤5≤30———75～1052.60～2.90≤0.054～6≤3≤5≤20——≤0.03—≥2.90—3.5～6≤3≤5≤30———≥150≥3.46≤0.043.5～5.5≤3≤5≤15<0.03<0.01微量150～2002.60～2.800.04～0.054～6≤1.5≤3≤20———表6-7氣相法白炭黑技術(shù)性能

二、白炭黑的性質(zhì)與應(yīng)用

1、屬性主要成分為SiO2，系白色無定形粉狀物，質(zhì)輕而松散，無毒，不溶于水及一般的酸，溶于氫氧化鈉和氫氟酸，高溫不分解，絕緣性好，有吸濕性。

2、性能白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性能主要取決于表面積（或粒徑）、結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)

①表面積用BET法或CTAB法測定；結(jié)構(gòu)用DBP值或DOP值測定。白炭黑與炭黑相比，表面積更高，粒子更細(xì)。

②活性高，硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨性也高，但彈性下降。因此混煉膠黏度增大，加工性能下降。

③對橡膠補(bǔ)強(qiáng)性的提高不及炭黑明顯

④高表面積、高結(jié)構(gòu)白炭黑膠料的黏度很高，對加工不利

⑤白炭黑的親水性不利于補(bǔ)強(qiáng)，含水分高，會有焦燒傾向

⑥白炭黑表面大量OH基會在膠料中對硫化體系有較強(qiáng)的吸附作用，并延遲硫化

⑦白炭黑的PH值在8以上，膠料硫化速度快；PH值在5以下，膠料硫化速度慢

所以在使用白炭黑的膠料中加入1%～3%的活性劑

⑧偶聯(lián)劑改性白炭黑可得到較好的效果

3、應(yīng)用白炭黑在白色和彩色自行車胎、脫谷膠輥及眾多生活用橡膠制品中有明顯優(yōu)勢，再配合適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑，白炭黑對改善膠料與鋼絲簾線的粘著、胎面抗崩花性、胎面耐屈撓和抗沖擊性能都有好處

使用最廣泛的偶聯(lián)劑是Si-69，即雙-（三乙氧基丙基）四硫化物（TESPT）

白炭黑在輪胎中主要是作為改性劑使用，而不是作為單一的補(bǔ)強(qiáng)劑使用。WCB二氧化硅含量

平均粒徑

nm表面積

㎡/g吸油（DBP）值㎝3/g相對密度

折射率

PH值

水分

沉淀法白炭黑

87～95%；11～10045～3801.60～2.401.93～2.051.46～1.555.7～9.54.0～8.0%氣相法白炭黑

99.8%以上；，；PH值；水分8～19nm130～400㎡/g（也有小于50㎡/g的產(chǎn)品）1.50～2.00㎝3/g2.101.463.9～4.01.0%～1.5%（吸濕后會更高）三、白炭黑的主要品種及其應(yīng)用1.沉淀法白炭黑的特性和應(yīng)用

（1）基本特性

是橡膠的優(yōu)良補(bǔ)強(qiáng)劑，能賦予膠料很高的拉伸強(qiáng)度和伸長率。特別當(dāng)白炭黑與偶聯(lián)劑配合使用時，白炭黑膠料的許多方面可達(dá)到炭黑的水平，某些性能甚至更優(yōu)

（2）應(yīng)用與配合

沉淀法白炭黑可用于SRS和NR中；用偶聯(lián)劑改性白炭黑

舉例說明：橡膠用沉淀法白炭黑粒徑在11～19（HS-100）、20～25（HS-200）、26～30（HS-300）和31～39（HS-400）范圍的品種用于輪胎最多。其中HS-100系列補(bǔ)強(qiáng)性最高；HS-200及HS-300補(bǔ)強(qiáng)性較小。在某些制品中，白炭黑用量可高達(dá)100～150份。粗粒子白炭黑在高用量下，將有較好的加工性能和動態(tài)性能。用巰基硅烷處理的白炭黑補(bǔ)強(qiáng)性能最高，但只適用于黑色膠料。

1.氣相法白炭黑的特性和應(yīng)用

（1）基本特性

氣相法白炭黑膠料的黏度高，硫化膠的硬度、拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、伸長率、撕裂強(qiáng)度以及膠料的透明度更優(yōu)（2）應(yīng)用與配合

氣相法白炭黑適用于硅橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠作補(bǔ)強(qiáng)劑（主要用于硅橡膠），可制造V帶、膠輥、膠管、電纜、油封及發(fā)泡制品

舉例說明：§6－3填充劑

一、無機(jī)填充劑

1.硅酸鹽類

2.碳酸鹽類

3.硫酸鹽類

4.其他無機(jī)填充劑

（1）陶土；（2）云母粉；（3）滑石粉；（4）長石粉；（5）石棉

（1）重質(zhì)碳酸鈣；（2）輕質(zhì)碳酸鈣（沉淀碳酸鈣）；

（3）活性（輕質(zhì)）碳酸鈣；（4）輕質(zhì)碳酸鎂；（5）白云石粉

（1）硫酸鋇（沉淀硫酸鋇）

（2）鋅鋇白（立德粉）

（1）磁粉

（2）硅藻土

二、有機(jī)類及碳素填充劑

1.短纖維

2.木粉

3.細(xì)煤粉

4.無定形石墨

§6－4結(jié)合橡膠一、結(jié)合橡膠的概念與測定方法

1.結(jié)合橡膠的概念

結(jié)合橡膠也稱為炭黑凝膠，指填充的未硫化混煉膠中不能被它的良溶劑溶解的那部分橡膠。

2.測定方法二、影響結(jié)合橡膠的因素

1.炭黑比表面積的影響

2.混煉薄通次數(shù)的影響

圖6-4炭黑比表面積與結(jié)合橡膠的關(guān)系圖6-5天然橡膠和50份炭黑混煉時生成的結(jié)合橡膠與薄通次數(shù)的關(guān)系3.溫度的影響

圖4-6膠料停放溫度與結(jié)合橡膠量的關(guān)系圖4-7結(jié)合橡膠與煉膠輥筒溫度的關(guān)系4.橡膠相對分子質(zhì)量的影響

SBR相對分子質(zhì)量MrMr/M2000結(jié)合膠/（mg/g）結(jié)合膠比率（以Mv=2000的為1）20001340030000016.715045.760.9145.011.33.2表6-13橡膠相對分子質(zhì)量對結(jié)合膠的影響

5.溶劑溶解溫度的影響

圖6-8丁苯橡膠的HAF和石墨化炭黑的結(jié)構(gòu)膠與溶解溫度關(guān)系

6.停放時間的影響

試驗(yàn)表明，混煉后隨停放時間增加，結(jié)合膠量增加，大約一周后趨于平衡

7.炭黑中氫含量的影響

圖6-9結(jié)合膠與炭黑氫含量的關(guān)系§6－5填料的性質(zhì)對橡膠加工性能的影響一、填料的性質(zhì)對混煉的影響

1.炭黑的粒徑和結(jié)構(gòu)對混煉的影響

（1）炭黑性質(zhì)對混煉過程的影響

粒徑越細(xì)的填料混煉越困難，吃料慢，耗能高，生熱高，分散越困難

圖6-10炭黑結(jié)構(gòu)對分散的影響圖6-11混煉時間與膠料流變性及硫化膠強(qiáng)伸性能的關(guān)系（充油SBR+ISAF，69PHr）（2）炭黑性質(zhì)對混煉膠黏度的影響

圖6-12炭黑粒徑與膠料黏度的關(guān)系（炭黑用量45PHr）

一般填料粒子越細(xì)、結(jié)構(gòu)度越高、填充量越大、表面活性越高，則混煉膠黏度越高2.混煉過程中炭黑聚集體的斷裂

圖6-13SBR混煉時N242炭黑聚集體的斷裂情況

3.炭黑及無機(jī)填料的分散性

從本質(zhì)上說，在通常的混煉條件下它沒有能力達(dá)到主要以單個一次結(jié)構(gòu)的形式分散在橡膠中的真分散。而在相同條件下炭黑主要以單個聚集體形式分散在膠中，它有能力達(dá)到真分散。4.白炭黑的表面羥基對混煉的影響

（1）SiO2填料表面羥基含量對混煉的影響

（2）白炭黑補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠混煉膠中的結(jié)構(gòu)控制“結(jié)構(gòu)化效應(yīng)”（3）ZnO在白炭黑膠料混煉時的加藥順序及無ZnO的白炭黑膠料

圖6-14沉淀法白炭黑表面羥基數(shù)與潤濕熱及膠料性能間的關(guān)系

二、填料性質(zhì)對壓延和壓出的影響

對于壓延、壓出來說，最重要的是收縮率（縱向）、膨脹率（橫向）要小、表面光滑、棱角畸變小

(1)填料的壓延效應(yīng)(2)炭黑的性質(zhì)與壓出口型膨脹的關(guān)系

①炭黑表面活性的影響

圖6-15炭黑表面活性對B與τw關(guān)系的影響②炭黑用量的影響

③結(jié)構(gòu)的影響

圖6-16不同用量的N999與B與τw關(guān)系的影響

圖6-17不同用量的N999對經(jīng)過φ校正后的口型膨脹率與τw關(guān)系的影響

圖6-18不同用量的N220對經(jīng)過φ校正后的口型膨脹率與τw關(guān)系的影響

三、填料的性質(zhì)對硫化的影響

1.填料的酸堿性對硫化的影響

（1）炭黑PH值對硫化的影響

圖6-19炭黑PH值對正硫化時間的影響（NR，硫黃—促進(jìn)劑硫化）

（2）無機(jī)填料PH值對硫化的影響

填充劑PH門尼焦燒時間（120℃）正硫化時間/min（148℃）M300/MPaTB

/MPaEB%Hs（邵爾A）硬陶土碳酸鈣（白艷華）MgCO3SiO2（1）SiO2（2）SiO2（3）EPC炭黑HAF炭黑4.38.0

10.06.38.010.54.38.663′25″15′15″

16′10″25′55″31′44″7′10″22′10″16′10″3010

1530301030203.232.55

2.842.843.144.028.5315.5813.716.2

7.56.213.310.816.118.9780780

6106107706604603605856

695559686671表6－17