填充种类对丁苯橡胶的性能的影响

董凌飞 （唐山市化学厂有限公司，河北 唐山 063000）

传统的填充补强剂通常都使用炭黑，因为炭黑在补强上具有显著的效果，在很大程度上提高了合成橡胶的使用性能，但由于炭黑具有成本高、造成空气污染、制造过程复杂等缺点，因此，人们开始对新型填充种类进行了研究和探索。

1 填充的种类与条件

1.1 选择填充剂的条件

填充剂种类分为五种，其中包括炭黑填充剂、白炭黑填充剂、无机填充剂、有机填充剂和碳素填充剂，这些填充剂都符合粒子直径较小、表面的活动性较强和可以从多方得到货源、容易制造以及其补强性较强、可以有效提高使用性能等条件。

1.2 填充种类——白炭黑

白炭黑为半透明、无毒的固体形态粒子，粒子直径一般小于100毫米。白炭黑主要作为白色或透明产品的补强剂，在很大程度上可以代替炭黑的使用。与此同时，白炭黑具备了作为填充剂的条件，其中包括很强的粘贴力和很强的抗裂性以及抗热性等。而白炭黑也可为汽车轮胎等高质量产品的补强剂。

1.3 填充种类——陶土

在合成橡胶补强剂的填充种类中，陶土的使用是最为普遍的，陶土的学名也称为含水硅酸铝。对产品进行填充补强剂时，陶土的使用相对较简单，并且制作出的产品表面也叫平滑。陶土在很大程度上可以提高橡胶的粘贴度以及减少产品的收缩速度。陶土的使用主要是用于脚垫和胶管以及鞋子等产品的补强剂，其成本相对较低。

1.4 填充种类——滑石粉

滑石粉主要是经过高温下的烧制形成的，颜色形状为白色或是淡黄色的晶体状。滑石粉不仅可以作为填充剂，还可以作为橡胶产品的隔离剂与产品表面的处理剂。滑石粉具有可以固定橡胶形状、减少产品的变形率、粒子的分配较均匀等优点。

1.5 填充种类——轻质碳酸质

轻质碳酸质相对于别的填充种类，其补强效果作用不明显，所以需要在橡胶产品中大量填充。轻质碳酸质的作用主要是提高橡胶材料拉伸强度以及耐磨性，因此，轻质碳酸质主要应用于医药制品与运输带等产品的制造。

1.6 填充种类——轻质碳酸镁

轻质碳酸镁的形状有晶体的，也有粉末的，其粉末性的轻质碳酸质遇水则融。轻质碳酸镁的补强性与炭黑的补强性相当，并且超越于陶土。轻质碳酸质具有耐热的特点，但同时，由于轻质碳酸质的的抗裂性较差，所以在生产过程中要格外注意，以防止镁粉的烧焦。

2 填充种类对丁苯橡胶性能的测试标准

2.1 根据国家规定的门尼粘度

根据国家规定的有关门尼粘度测试规定，其实验的条件主要是温度为100摄氏度，提前预热的时间为1分钟并转动4分钟，与此同时，模腔上的压力也有相应的规定。

2.2 拉伸强度的有关测试

根据国家的有关规定，对样品进行拉伸强度的测试，其测试样品的厚度为0.2毫米，宽度为6毫米，拉伸的速度也有相关的规定，其温度测试为23摄氏度以下2摄氏度以上。

2.2 硫化特性

根据国家规定的有关标准，对橡胶的胶料进行硫化特性的测试与其硫化特征的性能。硫化实验的温度为145摄氏度，使用时间为35分。其压力也设置在一定的范围之内。

3 实验的结果与分析

3.1 填充种类对丁苯橡胶的影响

在丁苯橡胶中加入填充种类，在很大程度上提高了胶料的塑性以及较低了胶料的粘黏度，并且可以使其他配合剂之间更加混合，与此同时，填充种类还可以促使产成品的表面更加光滑以及减小收缩变形的速度，降低了硫化胶自身的硬度，提升了硫化胶的使用性能以及产品的质量，并且，在很大程度上较少了生产的成本。

3.2 填充种类对门尼粘度的影响

根据门尼粘度的基础，添加不同的填充种类。经过实践证实，填充的白炭黑与其他填充种类相比，其丁苯门尼粘度的粘性最大，而相对于其他填充种类，滑石粉的门尼粘度最小。有关实验证明，丁苯门尼粘度的数值与其胶料的塑性形成反比，丁苯门尼粘度数值越高，其胶料的塑性就越低，胶料的流动活跃性也会越来越差，反之，胶料的流动活跃性也随之变好。而形成上述原因，是因为使用白炭黑作为补强剂时，白炭黑具有粒子直径较小和表面的活跃性较高等特点，因此造成了作用力存在于分子间，使其门尼粘度加大。

3.3 填充种类对丁苯橡胶硫化特征的影响

经过实验证明，对橡胶进行白炭黑的填充，其橡胶产生了最大的最高与最低扭矩，白炭黑相较于滑石粉的烧制时间也是最短的，白炭黑与轻质碳酸镁相比，其产成品的硫化特征达到了最长。而产生其的主要原因，是因为白炭黑作为橡胶的填充剂时，容易形成人工橡胶，但同时也需要很大的扭矩力，导致烧制过程中产品容易烧焦。

3.4 填充种类对丁苯橡胶拉伸强度的影响

经过实验证明，与多个填充种类的拉伸强度相比，白炭黑的拉伸强度最强，其扯断的伸长率为百分之760以上，而对于无填充种类的丁苯橡胶的拉伸强度只能达到百分之326，其填充种类的拉伸强度百分比比无填充种类的拉伸强度高出百分之几百以上。形成上述的原因，主要是因为对丁苯橡胶进行白炭黑的填充时，由于白炭黑具有粒子直径较小和表面活动性较大的主要特点，促使橡胶进行有效快速的结合，其白炭黑的补强效果也比较显著，所以其拉伸强度较大，扯断率也相对较大。而无填充种类的丁苯橡胶拉伸强度较小，主要是因为丁苯橡胶的形态是非结晶橡胶。

4 结语

总的来说，由于填充种类的性质存在着一定的差异，因此对丁苯橡胶也存在了很大程度上的影响。上述的炭黑填充是主要用于制造黑色的橡胶制造品，而白炭黑在很大程度上，可以替代炭黑填充用于透明与白色的制造品上，因此，填充种类的不同在丁苯橡胶上有不同的途径。

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