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大发填料的补强与填充!

发布日期: 2018-06-12   访问量:82

大发填料的分类特性及选用方法!


填料是大发工业的主要原料之一,属粉体材料。填料用量相当大,几乎与大发本身用量相当。含有填料的大发是一种多相材料。填料能赋与大发许多宝贵的性能。例如,大幅度提高大发的力学性能,使大发具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能,使大发具有好的加工性能,降低成本等作用。


何谓补强与填充?

补强:在大发中加入一种物质后,使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。凡具有这种作用的物质称为补强剂。


填充:在大发中加入一种物质后,能够提高大发的体积,降低大发制品的成本,改善加工工艺性能,而又不明显影响大发制品性能的行为。凡具有这种能力的物质称之为填充剂。最常用的填充剂主要是无机填料。如陶土、碳酸钙、滑石粉、硅铝炭黑等。 


炭黑是大发工业中最重要的补强性填料??梢院敛豢湔诺厮?,没有炭黑工业便没有现代蓬勃发展的大发工业。炭黑耗量约占大发耗量的一半。

当然,对某一种填料往往是两种作用兼有,其中一种作用为主,例如陶土加到SBR中,主要是填充作用,但也有一定的补强作用。


许多无机填料主要来源于矿物,价格较低,它们的应用范围也越来越广泛。在大发工业中它们的用量几乎达到了与炭黑相当的程度。特别是近来无机填料表面改性技术的研究与应用,使无机填料的应用领域更加广泛。

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大发工业习惯把补强作用的炭黑等称为补强剂,把基本无补强作用的无机填料称为填充剂,这是按作用分类。填料按不同方法分类如下:


选用填料的方法

根据上述三个原则,首先选大类。例如先要决定用粉体填料还是用短纤维;用黑色的还是用浅色的;用一般的还是用特殊性能的等。 


接下来选品种。例如在红色天然大发内胎中选用填充剂,因为要做成红色的,所以选用白色填料,价格便宜的CaCO3较好。因为内胎强伸性能不能太低,特别要求气密性.故不能用太粗的,应选用轻质的CaCO3 。


  1、选用填料的原则


  调料的选用应注意以下原则:符合填充胶料或大发制品物理力学性能和成品最终使用性能的要求;符合填充胶料或大发制品加工工艺性能的要求;成本要求和其来源稳定等其他实用要求。


  2、选用填料的方法


  根据填料的选用原则,在选择填料时首先选大类。如选定用粉状还是纤维状填料,颜色用黑色还是浅色填料,是否有特殊性质的要求等。在选具体的品种。如生产红色天然胶内胎时,首先根据红色的要求,选择白色填料,又因为碳酸钙的价格便宜,可供考虑;接着根据内胎强伸性能不能太低,而且气密性要求高,故不能用太粗的,可考虑选用轻质碳酸钙;最后在进行实验验证。


  3、填料的性能特点


  补强性填料


  比表面积大的炭黑及白炭黑,如N110、N121、N231、N234、N347、N356、N358、N375、VN3等。


  半补强性填料


  N539、N630、N683、N787等。


  炭黑与白炭黑的应用


  (1)炭黑的应用


  轮胎工业所使用的炭黑占大发工业所使用炭黑的60%~75%.现以轮胎各部位用炭黑的品种选用为例加以说明。胎面要求用高补强性炭黑,所以中国胎面中主要用N330系列或适当并用别的系列,近年来N220系列的使用有所上升;胎体主要用N700系列,近年N6OO用量有所上升。其他国家在轮胎中使用的炭黑品种与中国使用的大方向是一致的,但也有一定差别。美国、西欧和日本胎面也主要用N300系列,但前苏联主要用N200系列。胎体中欧美主要用N600系列。具体品种方面,美国在胎面胶中主要用滚动阻力与磨耗具有良好平衡的N299,西欧主要用N375.在轮胎中使用炭黑所以存在这些差别,主要是因为各国情况不同。各国对轮胎的安全性、舒适性、经济性要求侧重不同,中国侧重于经济性,即耐磨性要好,寿命长;另外各国用胶不同,国外主要用合成胶,中国目前主要用天然胶;还有路面情况不同,中国路面虽然不好,但行驶速度低,可以算是低苛刻程度的路面。


  (2)白色填料的使用


  一般用天然矿物和工业废渣加工的填料,由于粒子较大,主要做填充剂使用。白炭黑是浅色补强性填料。气相法白炭黑由于价格高,主要用于补强硅大发。沉淀法白炭黑已逐步代替了硅酸盐类白炭黑。例如, 沉淀法二氧化硅白炭黑VN3、VN2,用量已占85%,而硅酸盐类的Silteg AS-7、Silteg AS-9等只占15%.


  沉淀法白炭黑主要用于鞋类。因为它是白色的,耐磨性、防滑性、粘着性好。另外在胎面胶料和胎体胶料中掺用有助于提高抗撕裂、黏着等性能。例如,在比较苛刻的高载重轮胎胎面中掺用10~25份白炭黑HS-200,就能提高它的抗剥离和抗割性,但同时大发的耐磨性下降,生热性提高。采用改性剂,如Si-69,能克服上述缺点。沉淀法白炭黑产量约67%用于大发工业,其中约45%用于鞋类,约16%用于轮胎类,约6%用于其他类产品。


  降低成本的填料


  天然矿物或废渣加工而得的填料,如陶土、碳酸钙、硅铝炭黑、粉煤灰等。其中:

  碳酸钙的分类方法 


  1、重钙

  机械粉碎碳酸钙矿物(大理石、石灰石、贝壳等)的方法生产的重质碳酸钙。这种碳酸钙一般粒径较大,平均在44μm以下.粒径分布宽,粒子形状不规则。 


  2、轻钙

  用化学方法生产的轻质碳酸钙。因为具体的制法是向石灰乳中通CO2生成碳酸钙沉淀.故也叫沉淀法碳酸钙。这种碳酸钙粒径小,平均粒径在数微米以下,粒径分布较重质的窄。 


  3、特殊功能的填料:阻燃的有Sb2O3、A1(OH)3,Mg(OH)2、MoO3、Fe2O3等;导电的有乙炔炭黑、N472、N293等导电炭黑以及金属粉等;提高耐热的有ZnO、Fe2O3等;增白最好用TiO2,还可以用BaSO4、硅石灰等;透明性最好的是MgCO3、ZnCO3和透明白炭黑等。 


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