高嶺土在橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑中的應(yīng)用

時(shí)間：2014-05-14 10:24:59

作者：世邦機(jī)器

橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑：炭黑是目前較常用的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑。隨著復(fù)合材料科學(xué)的發(fā)展，無(wú)機(jī)物經(jīng)適當(dāng)處理后代替炭黑作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑，不僅可以降低原料成本，節(jié)約資源，而且有利于擴(kuò)大原料來(lái)源，合理利用資源。煤系高嶺土是煤炭開采過程中產(chǎn)生的廢棄物，其中有些煤系高嶺土通過高嶺土加工設(shè)備，高嶺土加工技術(shù)可看成是硅酸鹽礦物和類似于炭黑的有機(jī)碳質(zhì)物組成的復(fù)合體，通過相對(duì)富集、超細(xì)粉碎、表面改性處理等方法，可將其代替通用炭黑作為橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。

趙鳴以煤系高嶺土為主要原料制得一種橡膠填充劑，用它制備了膠片，對(duì)填充后的橡膠進(jìn)行了應(yīng)用性能研究。結(jié)果表明，用于天然橡膠時(shí)，當(dāng)粒度小于400目時(shí)，具有較好的補(bǔ)強(qiáng)作用，其主要性能指標(biāo)類似于通用炭黑，可以部分等量替換炭黑作為橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑，取代量在20%〜25%之間。結(jié)果還表明，擠出膨脹比隨填充劑用量的增加而變小，隨剪切速率的增大而增大。這可能是因?yàn)楫?dāng)填充量增加時(shí)，單位體積中不受“束縛”可參與變形的橡膠鏈段減少，從而導(dǎo)致膨脹比下降。另外，當(dāng)填充量增加時(shí)，扭矩會(huì)增大，使得填料在同樣的變形量下填充NR膠料中的變形比純膠大。而且礦粉填充劑的內(nèi)聚能較大，膠料的黏度隨填充量變化而變化，當(dāng)添加量超過30份時(shí)（膠用量為100份），分散性下降明顯，對(duì)膠料的應(yīng)用性能影響較大。礦粉填充的NR膠料可視為切應(yīng)力變稀的非牛頓流體，填充量越大，膠料的黏度越大，非牛頓性越顯著，對(duì)膠料的加工性能影響越大。孟祥玲對(duì)比了橡膠管原配方[NR(天然膠）40份，SBR(丁苯膠）30份，氧化鋅5份，硬脂酸2份，促進(jìn)劑M1份，防老劑4010NA1份，高耐磨炭黑30份，輕鈣50份，硫黃20份]和新配方（以500目高嶺土等量替代50份輕鈣）的硫化膠性能指標(biāo)。結(jié)果表明，將高嶺土和輕鈣混合使用，膠料的物性指標(biāo)有所改善，隨著高嶺土用量加大，各項(xiàng)指標(biāo)又有所下降，但全部符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)。高嶺土細(xì)度（目數(shù)）越高，其補(bǔ)強(qiáng)性越好，性能優(yōu)于輕鈣。在膠管膠料中可大量添加高嶺土與輕鈣配合使用，也可單獨(dú)使用高嶺土作為填充劑，并且在混煉、成型時(shí)容易加工，節(jié)省動(dòng)力消耗。500目的高嶺土價(jià)格與輕鈣價(jià)格比較接近，可大量使用500目以下高嶺土作為膠料填充劑，能降低膠料成本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。