在橡膠工業(yè)中，炭黑作為一種重要的補強填充劑，被廣泛用于提升橡膠制品的物理性能及加工性能。而再生膠，作為廢舊橡膠制品回收再利用的產(chǎn)物，不僅實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，還降低了生產(chǎn)成本。炭黑與再生膠的配合比例對最終產(chǎn)品的性能有著至關(guān)重要的影響。本文將從拉伸強度、撕裂強度、動剛度、耐磨性能、定伸應(yīng)力和硬度等方面，詳細(xì)探討炭黑與再生膠配合比例對橡膠制品性能的影響。
一、炭黑與再生膠配合比例的基本概述
炭黑和再生膠的配合比例通常根據(jù)橡膠制品的具體需求和性能指標(biāo)來確定。在實際生產(chǎn)中，需要根據(jù)橡膠制品的用途、工作環(huán)境以及性能要求，科學(xué)合理地調(diào)整炭黑與再生膠的配比。例如，對于需要高強度和良好耐磨性能的制品，如輪胎、輸送帶等，往往會增加炭黑的用量;而對于一些對彈性要求較高的制品，如減震器、密封件等，則需要適當(dāng)減少炭黑的用量，以保持其良好的彈性。
二、對拉伸強度的影響
拉伸強度是衡量橡膠制品抵抗外力拉伸破壞能力的重要指標(biāo)。炭黑在橡膠中的補強作用主要通過其高比表面積和與橡膠分子鏈之間的相互作用來實現(xiàn)。當(dāng)炭黑用量增加時，橡膠制品的拉伸強度通常會先增大后減小。這是因為適量的炭黑能夠與橡膠分子鏈形成強有力的結(jié)合，從而提高拉伸強度;但炭黑用量過多時，會在橡膠中形成硬相團聚體，反而降低拉伸強度。在乳膠再生膠減震器中，當(dāng)炭黑HY14S4J2L用量為40份左右時，拉伸強度達(dá)到最大值。
三、對撕裂強度的影響
撕裂強度是評估橡膠制品在受到撕裂力作用時抵抗破壞的能力。與拉伸強度類似，撕裂強度也隨炭黑用量的增加先增大后減小。然而，對于撕裂強度的影響，炭黑的粒徑和結(jié)構(gòu)度也起到重要作用。一般來說，粒徑小、結(jié)構(gòu)度高的炭黑能夠更好地分散在橡膠中，提高撕裂強度。例如，在乳膠再生膠減震器中，當(dāng)炭黑用量為60份左右時，撕裂強度達(dá)到最大值。此外，炭黑的粒徑越小，其對橡膠分子鏈的吸附作用越強，有助于提高撕裂強度。
四、對動剛度的影響
動剛度是衡量減震器動態(tài)性能的主要參數(shù)。隨著炭黑用量的增加，乳膠再生膠減震器的動剛度會逐漸增大。動剛度的增大有助于提升減震器的儲能能力，從而增強減震效果。然而，當(dāng)動剛度過大時，減震器在受到?jīng)_擊時變形很小，儲能無法有效消耗，反而會導(dǎo)致減震效果變差。因此，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求調(diào)整炭黑的用量，以達(dá)到最佳的減震效果。
五、對耐磨性能的影響
耐磨性能是橡膠制品在長期使用過程中抵抗磨損破壞的能力。炭黑在橡膠中的加入可以顯著提高耐磨性能。一般來說，粒徑小、表面活性大的炭黑在橡膠中的分散性更好，能夠更好地發(fā)揮補強作用，從而提高耐磨性能。此外，隨著炭黑用量的增加，橡膠制品的耐磨性能也會逐漸提高，但達(dá)到一定量后提升效果不再明顯。
六、對定伸應(yīng)力和硬度的影響
定伸應(yīng)力和硬度是衡量橡膠制品剛性和硬度的兩個重要指標(biāo)。炭黑的結(jié)構(gòu)度對再生膠膠料的交聯(lián)密度有顯著影響，結(jié)構(gòu)度越高，交聯(lián)密度越大，從而導(dǎo)致定伸應(yīng)力和硬度增加。此外，細(xì)粒子炭黑的表面活性更高，用量增大時也會提高定伸應(yīng)力和硬度。然而，過高的硬度和定伸應(yīng)力可能會降低橡膠制品的彈性和耐疲勞性能，因此在實際應(yīng)用中需要綜合考慮各項性能指標(biāo)。
七、其他影響
除了上述幾個主要方面外，炭黑與再生膠的配合比例還會對橡膠制品的回彈性、扯斷伸長率、耐熱性能等產(chǎn)生影響。例如，炭黑粒徑越大、回彈性越高時，橡膠制品的回彈性也會相應(yīng)提高;而炭黑用量過多時會導(dǎo)致扯斷伸長率下降。此外，炭黑的種類和性質(zhì)也會影響橡膠制品的耐熱老化性能等。
八、結(jié)論
炭黑與再生膠的配合比例對橡膠制品的性能有著復(fù)雜而深遠(yuǎn)的影響。在實際生產(chǎn)中，需要根據(jù)具體需求和性能指標(biāo)科學(xué)合理地調(diào)整炭黑與再生膠的配比。通過優(yōu)化配比不僅可以提高橡膠制品的各項性能指標(biāo)，還可以降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)資源的有效利用。因此，對于橡膠制品生產(chǎn)企業(yè)來說，掌握炭黑與再生膠的配合比例及其影響規(guī)律具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。
