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非金屬礦物材料在橡膠領域中的應用
時間:2020-06-18 17:23:13  來源:  作者:

 目前,橡膠產品已輻射到日常生活、醫學、建筑、交通、機械制造等諸多領域,而合成橡膠的主要原料除了各種助劑以及補強劑之外,必須添加一些非金屬礦物填料,以改善橡膠的性能。


比如,重質碳酸鈣能夠提升橡膠的塑性,滑石粉能夠提高橡膠的堅固性,高嶺土能夠提高橡膠的硬度等。因此,非金屬礦物填料根據類型與用量的不同,對橡膠功能的影響和改善效果也有所不同。

1、白炭黑

白炭黑具有良好的補強作用,能夠提升天然橡膠的強度,彌補天然橡膠的一些先天性功能缺陷。由于白炭黑礦物的狀態具有不規則性,當作為填料與橡膠融為一體后,橡膠基體內部的大分子雙鍵極易發生斷裂,產生負電荷,進而加速了橡膠大分子的聚合與交聯速度。

2、碳酸鈣

碳酸鈣是橡膠工業中主要的低成本填充材料,主要特點是填充性特別強,易于混合分散,用有機物對進行活化處理,可以得到粒子微細、帶有凝聚結構的活性碳酸鈣,能賦予從微半補強到補強的性能。

3、高嶺土

高嶺土能夠提升橡膠本身的彈性、阻隔性、伸長率以及抗屈撓性。當高嶺石借助于加工工藝改性后,高嶺石表面含有大量的有機偶聯劑分子,這些分子與橡膠基體能夠有機的結合到一起,不會發生任何排斥反應。當這些偶聯劑分子在橡膠中處于游離狀態時,能夠遍布橡膠基體的各個角落,填充效果較好。

4、滑石粉

滑石粉通常分為一般工業用滑石粉以及超細滑石粉,前者作為橡膠填料,不會起到補強作用,對改善橡膠物理性能的作用微乎其微,因此,一般工業用滑石粉常常被用作隔離劑。而對于超細滑石粉來說,補強效果好,如果將其作為橡膠填料,橡膠本身所具備的拉伸強度等于白炭黑產生的效果。

5、膨潤土

有機膨潤土經納米改性后變成納米級有機膨潤土,其在橡膠材料中應用普遍,可以改善橡膠的氣密性、定伸應力、拉伸強度、耐熱耐磨性、防腐性、撕裂強度以及耐化學藥品等很多性能。

6、石墨

以石墨作為橡膠填料,與蒙脫石的處理方法類似,即將石墨應用特殊工藝進行分解,轉換成為納米尺寸的顆粒,當納米顆粒與橡膠基體結合后,橡膠的各項功能指標也得到改善。比如導電性、導熱性、氣密性以及機械性能,都得到大幅提升。

7、白云石

白云石作為橡膠基體填料,所發揮的作用與輕質碳酸鈣無異,經過大量實驗驗證,如果用白云石替代50%的輕質碳酸鈣,橡膠的伸長率、撕裂率、硬度值都會相應提高,而對白云石進行改性處理時,若采用硅烷偶聯劑或者鈦酸酯偶聯劑,經過改性后的白云石,物理力學性能穩定。由此可見,在運輸帶、輪胎、膠管等橡膠制品行業,以白云石作為橡膠填料,應用效果較為理想。

8、伊利石

伊利石具有較好的分散性,而且內部的錳、銅等有害元素含量較低,改性后,可以作為橡膠的充填劑。添加伊利石的橡膠不易老化,定伸應力介于二者之間,而橡膠的硬度與拉斷伸長率均沒有較大起伏。

 

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