橡膠補強劑是指在橡膠在添加了某一物質(zhì)后，將橡膠的耐磨性、抗撕裂性、拉伸強度、模量等性能提高，具有以上作用的均可作為補強劑使用。可以毫不夸張地說，炭黑補強|炭黑作為橡膠工業(yè)中最重要的補充劑，帶動了橡膠工業(yè)的發(fā)展。
炭黑的補強性自1912年被發(fā)現(xiàn)直到今日仍有不可替代的作用，各國學(xué)者對炭黑的補強機理提出了眾多學(xué)說：
1.容積效應(yīng)
2.弱鍵和強鍵學(xué)說
3.Bueche的炭黑粒子與橡膠鏈的有限伸長學(xué)說
4.殼層模型理論
5.橡膠大分子鏈滑動學(xué)說
其中，橡膠大分子鏈滑動學(xué)說是一種比較全新及全面的理論說法，而其他四種則具有一定的局限性。橡膠大分子量滑動學(xué)說的理論核心要點是橡膠大分子能在炭黑表面上滑動。炭黑粒子表面的活性不均一，有少數(shù)的活性點以及一系列的能量不同的吸附點。吸附在炭黑表面上的橡膠鏈可以有各種不同的結(jié)合能量，有多數(shù)弱的范德華力的吸附以致少量強的化學(xué)吸附。吸附的橡膠鏈段在應(yīng)力作用下會滑動伸長。
具體來看：
1.分子鏈處于原始松弛狀態(tài)。
2.處于拉伸狀態(tài)時，分子鏈最短的鏈條完全被拉長。
3.進一步拉伸，鏈條段滑動。
4.再繼續(xù)拉伸，鏈條段整齊排列，應(yīng)力均勻分布，并發(fā)生摩擦能耗散。
5.除掉應(yīng)力，恢復(fù)到初始狀態(tài)，并產(chǎn)生應(yīng)力軟化現(xiàn)行
6.應(yīng)力恢復(fù)，由于鏈段的運動性，使鏈段長度不規(guī)則而趨向始態(tài)。
據(jù)國外機構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，2021年，炭黑市場的價值在13000千噸，預(yù)計在2022年-2027年將保持2%的年復(fù)合增長率。其表示，在預(yù)測期內(nèi)輪胎和工業(yè)橡膠制品的應(yīng)用將擴大，作為炭黑最大的應(yīng)用細分市場，其市場份額將提高到80%以上。
補強炭黑的用途：
一、在聚氨酯密封膠中的作用：炭黑表面的聚苯乙烯可在炭黑粒子和基料之間形成有機膜，其能提供應(yīng)力轉(zhuǎn)移，提高了密封膠的剪切強度、拉伸強度、硬度、抗下垂性等同時炭黑優(yōu)異的分散性，使其更容易分散。
二、在橡膠制品中應(yīng)用：炭黑約有94%用于橡膠工業(yè)中，包括輪胎及其他各種橡膠制品，例如：膠鞋、密封條、膠帶、膠管等。在輪胎中可占60%，內(nèi)胎、外胎、力車胎、飛機輪胎中均可應(yīng)用。在輪胎及橡膠制品中添加炭黑可提高橡膠的拉伸強度、耐磨性、撕裂強度等性能。
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