炭黑是一种非常重要的橡胶填料,其作用是在橡胶中起到增强剂及填料的双重作用。炭黑的加入可以显著提高橡胶的物理机械性能、耐磨性、耐氧化性、耐腐蚀性、增强耐候性,同时也能改善橡胶的流动性和加工性能等方面的性能。本文将从炭黑对橡胶性能的影响及作用机理两个方面进行阐述。
一、炭黑对橡胶性能的影响
1.物理机械性能
炭黑在橡胶中的加入可以使橡胶增强,提高橡胶的物理机械性能,如拉伸强度、硬度、弹性模量等,同时也可以提高橡胶的磨损强度、撕裂强度等。炭黑还可以提高橡胶的韧性和耐疲劳性,这样可以延长橡胶的使用寿命。
2.耐热性
炭黑的加入可以提高橡胶的耐热性,使橡胶在高温条件下仍能保持稳定的性能。这是因为炭黑具有很高的比表面积和热导率,可以吸收和分散橡胶热量,从而降低橡胶的温度升高速度,提高橡胶的耐热性。
3.耐氧化性
炭黑的加入可以提高橡胶的耐氧化性,使橡胶在氧化剂的作用下不易老化,从而延长橡胶的使用寿命。这是因为炭黑具有很强的吸附性能,可以吸附氧化剂,防止氧化剂对橡胶的侵蚀。
4.耐臭氧性
炭黑的加入可以提高橡胶的耐臭氧性,使橡胶在臭氧的作用下不易老化。这是因为炭黑可以吸附臭氧,防止臭氧对橡胶的侵蚀。
5.耐腐蚀性
炭黑的加入可以提高橡胶的耐腐蚀性,使橡胶在强酸、强碱、盐等腐蚀介质的作用下不易腐蚀。这是因为炭黑具有很强的吸附性能,可以吸附腐蚀剂,防止腐蚀剂对橡胶的侵蚀。
二、炭黑对橡胶的作用机理
1.填充作用
炭黑在橡胶中起到填料的作用,能够填充橡胶的空隙和缺陷,提高橡胶的密度和强度,从而增强橡胶。此外,炭黑的表面还有很多微观孔洞,可以增加橡胶的比表面积和与橡胶的接触面积,增强填充作用。
2.反应活化作用
炭黑的加入可以激活橡胶的分子,增强橡胶的交联能力,提高橡胶的物理机械性能。此外,炭黑还可以促进橡胶的老化反应,提高橡胶的耐老化性。
3.吸附作用
炭黑具有很强的吸附性能,可以吸附橡胶中的氧化剂、臭氧、腐蚀剂等有害物质,防止这些有害物质对橡胶的侵蚀,从而提高橡胶的耐氧化性、耐臭氧性和耐腐蚀性。
4.分散作用
炭黑的加入可以使橡胶中的颗粒均匀分布,防止橡胶颗粒聚集,从而杜绝橡胶局部性能差异。
5.增塑剂作用
炭黑在橡胶中起到增塑剂的作用,能够改善橡胶的加工性能和流动性能,从而提高橡胶的加工效率和产品质量。
炭黑在橡胶中具有广泛的应用前景,可以显著提高橡胶性能,延长橡胶的使用寿命,同时也可以提高橡胶的加工效率和产品质量。