在橡膠工業(yè)中，炭黑作為一種重要的補(bǔ)強(qiáng)填充劑，被廣泛用于提升橡膠制品的物理性能及加工性能。而再生膠，作為廢舊橡膠制品回收再利用的產(chǎn)物，不僅實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，還降低了生產(chǎn)成本。炭黑與再生膠的配合比例對最終產(chǎn)品的性能有著至關(guān)重要的影響。本文將從拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、動剛度、耐磨性能、定伸應(yīng)力和硬度等方面，詳細(xì)探討炭黑與再生膠配合比例對橡膠制品性能的影響。
一、炭黑與再生膠配合比例的基本概述
炭黑和再生膠的配合比例通常根據(jù)橡膠制品的具體需求和性能指標(biāo)來確定。在實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)橡膠制品的用途、工作環(huán)境以及性能要求，科學(xué)合理地調(diào)整炭黑與再生膠的配比。例如，對于需要高強(qiáng)度和良好耐磨性能的制品，如輪胎、輸送帶等，往往會增加炭黑的用量;而對于一些對彈性要求較高的制品，如減震器、密封件等，則需要適當(dāng)減少炭黑的用量，以保持其良好的彈性。
二、對拉伸強(qiáng)度的影響
拉伸強(qiáng)度是衡量橡膠制品抵抗外力拉伸破壞能力的重要指標(biāo)。炭黑在橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)作用主要通過其高比表面積和與橡膠分子鏈之間的相互作用來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)炭黑用量增加時(shí)，橡膠制品的拉伸強(qiáng)度通常會先增大后減小。這是因?yàn)檫m量的炭黑能夠與橡膠分子鏈形成強(qiáng)有力的結(jié)合，從而提高拉伸強(qiáng)度;但炭黑用量過多時(shí)，會在橡膠中形成硬相團(tuán)聚體，反而降低拉伸強(qiáng)度。在乳膠再生膠減震器中，當(dāng)炭黑HY14S4J2L用量為40份左右時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值。
三、對撕裂強(qiáng)度的影響
撕裂強(qiáng)度是評估橡膠制品在受到撕裂力作用時(shí)抵抗破壞的能力。與拉伸強(qiáng)度類似，撕裂強(qiáng)度也隨炭黑用量的增加先增大后減小。然而，對于撕裂強(qiáng)度的影響，炭黑的粒徑和結(jié)構(gòu)度也起到重要作用。一般來說，粒徑小、結(jié)構(gòu)度高的炭黑能夠更好地分散在橡膠中，提高撕裂強(qiáng)度。例如，在乳膠再生膠減震器中，當(dāng)炭黑用量為60份左右時(shí)，撕裂強(qiáng)度達(dá)到最大值。此外，炭黑的粒徑越小，其對橡膠分子鏈的吸附作用越強(qiáng)，有助于提高撕裂強(qiáng)度。
四、對動剛度的影響
動剛度是衡量減震器動態(tài)性能的主要參數(shù)。隨著炭黑用量的增加，乳膠再生膠減震器的動剛度會逐漸增大。動剛度的增大有助于提升減震器的儲能能力，從而增強(qiáng)減震效果。然而，當(dāng)動剛度過大時(shí)，減震器在受到?jīng)_擊時(shí)變形很小，儲能無法有效消耗，反而會導(dǎo)致減震效果變差。因此，在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求調(diào)整炭黑的用量，以達(dá)到最佳的減震效果。
五、對耐磨性能的影響
耐磨性能是橡膠制品在長期使用過程中抵抗磨損破壞的能力。炭黑在橡膠中的加入可以顯著提高耐磨性能。一般來說，粒徑小、表面活性大的炭黑在橡膠中的分散性更好，能夠更好地發(fā)揮補(bǔ)強(qiáng)作用，從而提高耐磨性能。此外，隨著炭黑用量的增加，橡膠制品的耐磨性能也會逐漸提高，但達(dá)到一定量后提升效果不再明顯。
六、對定伸應(yīng)力和硬度的影響
定伸應(yīng)力和硬度是衡量橡膠制品剛性和硬度的兩個(gè)重要指標(biāo)。炭黑的結(jié)構(gòu)度對再生膠膠料的交聯(lián)密度有顯著影響，結(jié)構(gòu)度越高，交聯(lián)密度越大，從而導(dǎo)致定伸應(yīng)力和硬度增加。此外，細(xì)粒子炭黑的表面活性更高，用量增大時(shí)也會提高定伸應(yīng)力和硬度。然而，過高的硬度和定伸應(yīng)力可能會降低橡膠制品的彈性和耐疲勞性能，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要綜合考慮各項(xiàng)性能指標(biāo)。
七、其他影響
除了上述幾個(gè)主要方面外，炭黑與再生膠的配合比例還會對橡膠制品的回彈性、扯斷伸長率、耐熱性能等產(chǎn)生影響。例如，炭黑粒徑越大、回彈性越高時(shí)，橡膠制品的回彈性也會相應(yīng)提高;而炭黑用量過多時(shí)會導(dǎo)致扯斷伸長率下降。此外，炭黑的種類和性質(zhì)也會影響橡膠制品的耐熱老化性能等。
八、結(jié)論
炭黑與再生膠的配合比例對橡膠制品的性能有著復(fù)雜而深遠(yuǎn)的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)具體需求和性能指標(biāo)科學(xué)合理地調(diào)整炭黑與再生膠的配比。通過優(yōu)化配比不僅可以提高橡膠制品的各項(xiàng)性能指標(biāo)，還可以降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。因此，對于橡膠制品生產(chǎn)企業(yè)來說，掌握炭黑與再生膠的配合比例及其影響規(guī)律具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
