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天然橡胶制品配方中必须使用炭黑吗

时间:2020-05-08 08:51:24点击:567编辑:鸿运再生橡胶
天然橡胶制品配方中必须使用炭黑吗

天然橡胶是橡胶制品生产中最传统的橡胶品种,机械强度高、弹性好、滞后损失小、生热低,在汽车轮胎、工业输送带、农业灌溉胶管以及生活、医疗等领域有广泛应用。炭黑在橡胶制品行业中的用量仅次于橡胶,在橡胶制品中补强效果显著。天然橡胶制品生产配方中,我们经常会看到炭黑的身影;但天然橡胶本身机械强度就很高了,必须使用炭黑补强吗?

1.天然橡胶可以不使用炭黑补强

天然橡胶以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分,大分子链主要是由聚异烯构成,当天然橡胶拉伸时,橡胶大分子链会沿应力方向取向形成结晶,这些晶粒在无定形的大分子中可以起到补强作用。天然橡胶结晶度提高后,相应分子链排列紧密,孔隙低、分子间作用力增加,分子间大分子链段运动困难,天然橡胶拉伸强度提高。

试验表明,未使用炭黑补强的天然橡胶硫化胶的拉伸强度在20-30MPa之间,填充炭黑后硫化胶的拉伸强度在15-35MPa之间。天然橡胶作为典型的结晶型橡胶,拉伸时具有自补强性,拉伸强度高,填充炭黑之后补强效果并不是十分明显。因此在实际生产中,有些天然橡胶制品中并未使用炭黑补强。

2.纯天然橡胶基础配方设计

天然橡胶制品不使用炭黑补强时,橡胶制品厂家一般选择硫磺硫化,配合使用氧化锌、硬脂酸、促进剂,适量使用防老剂2LLYY58进一步提高天然橡胶制品抗老化性能,可以参考以下纯天然橡胶基础配方:天然橡胶 100份,氧化锌 5份,硬脂酸 2份,防老剂 1份,促进剂 1份,硫磺 2.5份,合计 111.5份。

天然橡胶可产生拉伸结晶,弱键早期断裂有利于主链的取向结晶,因此具有大量弱键的硫化胶拉伸强度更大。一般情况下,天然橡胶硫化胶拉伸强度按以下交联键排列顺序递减:离子键>多硫键>双硫键>单硫键>碳-碳交联键。

天然橡胶机械强度高,在某些场合可以不使用炭黑补强。在实际应用过程中,由于天然橡胶在空气中易老化、在油类介质中易溶胀降解等,加之天然橡胶本身产品价格高、价格波动大,因此多与合成橡胶或再生橡胶并用,进一步改进天然橡胶制品综合指标、降低成本。由于合成橡胶(除了异戊橡胶与氯丁橡胶之外)未使用炭黑补强的硫化胶力学性能太差,因此天然橡胶与其他种类橡胶并用时,多使用炭黑补强。

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