對于雙殼層橡膠碳黑結構中補強作用的科學分析是其雙殼層起著主體骨架的作用,聯(lián)結著自由大分子和交聯(lián)結構,構成一個橡膠大分子與填料整體網絡,改變了硫化膠的結構,因而提高了熱硫化橡膠帶整體結構在機械物理方面的綜合性能;
橡膠大分子鏈滑動學說方面:這是比較完善和全面的膠帶炭黑的補強理論,該理論的核心是橡膠大分子能在炭黑表面上滑動,由此解釋了補強作用所產生的外在表現(xiàn),由于炭黑粒子表面的活性不均一,有少量強的活性點以及一系列的能量不同的吸附點,吸附在炭黑表面上的橡膠鏈可以有各種不同的結合能量,有多數(shù)弱的范德瓦爾斯力的吸附以及少量的化學吸附,吸附橡膠鏈段在應力作用下會滑動伸長,而大分子滑動學說的基本概念可以采用坤碩輸送帶生產廠家制品微觀結構示意圖進行以下分析:
當處在膠料原始狀態(tài)時,長短不等的橡膠分子鏈被吸附在炭黑聚集體表面上,當伸長時,這條最短的鏈不是斷裂而是沿炭黑表面滑動,原始狀態(tài)吸附的長度用點標出,可看出滑移的長度,這時由多數(shù)伸直的鏈承擔,起著應力均勻作用,緩解應力集中為補強的第一個重要素,當伸長再增大,結構鏈再進行滑動,使得耐熱輸送帶橡膠內部鏈高度運動,承擔大的應力,為補強的第二個重要因素,由于滑動的摩擦使膠料有滯帶后損失,會消耗一部分外力功,化為熱量,使橡膠不受破壞,為補強的第三個因素,在收縮后運輸帶膠料的狀況時,表明再伸長時的應力軟化效應,膠料回縮后炭黑粒子間橡膠鏈的長度差不多一樣,再伸長就不需要再滑動一次,所需應力下降,在適宜的情況下,經過長時間,由于橡膠鏈的熱運動,吸附與解吸附的動態(tài)平衡,聚集體間分子鏈長度的重新分布,膠料又恢復至接近原始狀態(tài),但是如果初次伸長的變形量大,恢復常不超過50%;
最后我們將橡膠傳送帶制品中的白炭黑原料在橡膠工業(yè)中主要用作補強劑加以分析,其補強效果僅次于炭黑,而優(yōu)于其他白色填料,白炭黑由制備而分為兩種:氣相法和沉淀法,氣相法白炭黑的粒徑極小,大約為15-25nm,比表面積高達50-400mz/g,含雜質少,氣相法白炭黑補強性好,主要用于硅橡膠,所得硅橡膠制品為透明、半透明狀,物理性能和介電性能良好,耐水性優(yōu)越,但價高,飛揚性極大,給使用重型橡膠運輸帶來許多不便,和氣相法白炭黑相比,沉淀法橡膠白炭黑的粒徑比較大,約為20-40nm,純度較低,補強性較差,但價格便宜,工藝性能也較氣相法好,可單用于橡膠中,除在膠鞋等白色制品中使用外,近年來在耐磨傳送帶的上下工作膠面中以與炭黑并用,得到了廣泛普遍的認可;
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