文档介绍：炭黑主要化性指标对橡胶混炼胶料性能影响分析
  王宏武勇王雪宁
(朝阳黑猫伍兴岐炭黑有限责任公司辽宁朝阳 122000;江西黑豹炭黑有限公司江西萍乡 337034)
摘要:通过选择N234,N220,N375,N326四个炭黑品种中,不同化性指标的产品,按国标配方做混炼胶性能测试;包括硫变,门尼,焦烧等项目。通过以上数据分析,确定炭黑不同化性指标对胶料各主要性能的影响范围及程度。
关键词:炭黑;化性指标;硫变;门尼;焦烧;影响趋势;影响程度;
炭黑是橡胶中重要的填料之一,主要起到补强和填充的作用,能显著提高橡胶制品的补强性。特别在轮胎企业,由于炭黑的添加使轮胎胎面的耐磨性成几十倍的增加,极大提高了轮胎行驶里程。同时,也极大的改善橡胶的拉伸强度等物理机械性能。
由于橡胶性能的优劣首先体现在混炼胶的相关性能中;包括:硫变、门尼粘度和焦烧等方面。因此,深入研究炭黑主要性能的变化对混炼胶性能的影响,以便对于更好的满足轮胎橡胶企业的需求,有针对性的调整炭黑生产工艺,都有着重要的意义。
1 炭黑主要性能、混炼胶主要性能
炭黑主要性能
是指单位质量或体积内炭黑粒子表面积的总和。以BET法测定分为总比表面积(NSA);外比表面积(STSA)。
是对炭黑聚集体链枝程度的表示。以吸油值法测定分为一次结构和二次结构;其中DBP是一次结构和二次结构总和。
一次结构(CDBP)是原生结构,不易破坏;二次结构是靠范德华力凝聚形成的附聚体,易受外力而改变。
(Tint):
是炭黑对白色染料的遮蔽染黑能力。与粒径有关,随粒径的缩小及粒径分布均一性的提高着色强度有增加趋势;着色强
度的大小也可间接代表炭黑活性的强弱。
混炼胶主要性能
门尼粘度(M1+4):表示胶料粘度的大小。
一般按如下形式表示:
式中:50M—粘度,以门尼值为单位;
L—大转子
1—预热时间,1min
4—转动时间,4min
100℃—试验温度。
焦烧是未硫化橡胶在工艺流程中出现初期硫化即线性分子开始出现交联的现象。焦烧时间是衡量未硫化橡胶初期硫化速度快慢的重要指标;是对未硫化橡胶的加工安全性的判定。
焦烧时间(t3):从试验开始胶料粘度下降至最小值后再上升3个门尼值所对应的时间,以分钟计。
门尼硫化时间(t18):从试验开始胶料粘度下降至最小值后再上升18个门尼值所对应的时间,以分钟计。
门尼硫化速度Δt15按下式计算:
Δt越小,硫化速度越快。
从以上硫化曲线可取得下列值:
A、转矩值
ML:最小转矩,N·m;
MHR:最大转矩(返原曲线),N·m;
用下列公式计算出正硫化时间(tc90)对应的转矩M90:
B、时间
TS2:超过ML之后,转矩增加2单位的时间,min;
TS3:超过ML之后,转矩增加3单位的时间,min;
TC10:转矩增加到ML+(MH-ML)10%的硫化时间,min;
TC90:转矩增加到ML+(MH-ML)90%的硫化时间,min;
2 炭黑主要性能与胶料主要性能相关性的实验测试与分析
炭黑样品的准备
我们选N234,N220,N375,N326四个品种中不同性能指标的炭黑样品共14个,作为测试用炭黑样品,所选炭黑样品
-,-,300%定伸在国标优级品范围。
表一: N234、N220炭黑样品
编号
N234-1
N234-2
N234-3
N234-4
N234-5
N220-1
N220-2
I2
NSA
120
116
115
113
114
115
110
STSA
118
113
110
106
109
112
106
DBP
115
114
CDBP
95
95
Tint
表二: N375、N326炭黑样品
编号
N375-1
N375-2
N375-3
N326-1
N326-2
N326-3
N326-4
I2
90
NSA
84
94
94
78
75
77
77