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| 硅藻土填充改性橡膠的研究進(jìn)展 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-07-22 10:51:30 瀏覽次數(shù)： |
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1 淺色橡膠制品
（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）在橡膠工業(yè)中硅藻土可用作天然橡膠、合成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑，增強(qiáng)硫化膠的物理機(jī)械性能。尤其是在淺色橡膠制品中應(yīng)用，可替代補(bǔ)強(qiáng)劑白炭黑或者部分取代炭黑的作用，能使硫化膠體現(xiàn)比較理想的硫化特性，良好的物理機(jī)械性能。
重慶橡膠研究所和阜新橡膠有限責(zé)任公司在黑色膠料和白色膠料中分別填加硅藻土進(jìn)行試用。黑色膠料基本配方(份)：NR 30、SBR 70、硫黃1.5、促進(jìn)劑1.5、ZnO 5.0、硬脂酸2.5、防老劑BLE 2.0、石蠟1.0、高耐磨爐黑30、輕質(zhì)碳酸鈣25、古馬隆樹(shù)脂10、軟化劑15、白炭黑30，總計(jì)223.5。淺色膠料基本配方(份)：NR 50、SBR 50、硫黃3.0、促進(jìn)劑 2.0、ZnO 10、硬脂酸 2.0、防老劑 RD 1.0、石蠟 2.0、古馬隆樹(shù)脂 10、白炭黑 35、輕質(zhì)碳酸鈣30、軟化劑 10，總計(jì) 205。
結(jié)果表明，硅藻土對(duì)橡膠有良好的補(bǔ)強(qiáng)填充功能，尤其在無(wú)污染的淺色橡膠制品中，其補(bǔ)強(qiáng)性能與白炭黑相當(dāng)，硅藻土與白炭黑并用補(bǔ)強(qiáng)效果更好。操作加工容易，有利于炭黑在膠料中分散，壓出來(lái)的膠料表面光滑、粘度提高、收縮減少、縮短硫化時(shí)間、減少硫化促進(jìn)劑的用量、還能降低生產(chǎn)成本，從而使企業(yè)獲得提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本的良好效果。
2 氟橡膠
陳軍等在填料形態(tài)及加工工藝與氟橡膠拉伸性能關(guān)系試驗(yàn)中，研究了2種不同形態(tài)的填料/FKM體系及加工工藝與混煉膠拉伸性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明：不同形態(tài)填料在不同的混煉工藝條件下對(duì)氟橡膠混煉膠影響反映在不同的方面，對(duì)于高縱橫比的填料而言，混煉工藝的改變將對(duì)混煉膠的拉伸性能產(chǎn)生一定影響。
汪必寬等研究了硅藻土等5種填料對(duì)氟橡膠硫化特性、力學(xué)性能及老化性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，添加進(jìn)口硅藻土MW-25對(duì)氟橡膠強(qiáng)度提高最為明顯，且具有良好的老化、硫化性能，優(yōu)異的回彈性、低壓縮永久變形性能及良好的加工性。
進(jìn)口硅藻土比國(guó)產(chǎn)硅藻土填充的橡膠在補(bǔ)強(qiáng)、密度、回彈性、老化性能等差別較大，可能的原因：國(guó)產(chǎn)硅藻土松散密度與濕密度高，多數(shù)呈羽壯結(jié)構(gòu)且形狀各異，在宏觀表現(xiàn)出性能的不穩(wěn)定性；進(jìn)口硅藻土粒徑細(xì)且分布均勻、比表面積大、硅含量高，進(jìn)口硅藻土MW-25的竹狀中空結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，納米孔多，這種以竹狀中空為主的結(jié)構(gòu)，其粒子與橡膠分子的接觸面積增大，接觸距離減小，提高了粒子與橡膠分子的結(jié)合強(qiáng)度，且硅藻土基體中形成大量高活性表面或高活性點(diǎn)，從而大大增強(qiáng)了對(duì)氟橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用。
3 鞋底橡膠
硅藻土與白炭黑有相似的結(jié)構(gòu)和性能，均屬非晶質(zhì)SiO2，化學(xué)式相同(SiO2·nH2O)，亦具有耐酸、耐高溫及良好的電絕緣性和分散性，可在橡膠等行業(yè)應(yīng)用。用長(zhǎng)白一級(jí)土加工成橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑作鞋底膠填料試驗(yàn)，多次試驗(yàn)結(jié)果表明，拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率等項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到部頒標(biāo)準(zhǔn)，用戶反映比用白炭黑硫化時(shí)間短，分散性好，只是磨耗略高，與白炭黑配合使用可降低磨耗，配比1∶1時(shí)效果最佳。
4 天然橡膠
廖經(jīng)慧等采用硬脂酸改性硅藻土，將改性后的硅藻土替代白炭黑添加到天然橡膠中研究經(jīng)硬脂酸改性的硅藻土對(duì)天然橡膠性能的影響，通過(guò)活化指數(shù)和在有機(jī)溶液中的沉降時(shí)間等測(cè)試，發(fā)現(xiàn)由2.0%硬脂酸改性的硅藻土能提高橡膠制品拉伸強(qiáng)度12.1%，撕裂強(qiáng)度提高了17.8%，300%的定伸應(yīng)力提高了40%。
薛兵等用炭化處理高燒失量硅藻土，將改性后的硅藻土添加到橡膠中，在炭化硅藻土替代量達(dá)到25%時(shí)，炭化硅藻土比炭黑具有更好的補(bǔ)強(qiáng)效果，橡膠試樣的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度分別提高了15%和8%，作用機(jī)理是經(jīng)過(guò)缺氧煅燒處理的硅藻土，在硅藻殼表面包覆了一層無(wú)定形碳，而無(wú)定形碳的存在具有類似炭黑的作用，即提高橡膠分子鏈的交聯(lián)性，有利于增加硅藻土與橡膠的相容性。同時(shí)，多孔的硅藻土可以捕獲插入孔道中的橡膠分子鏈，使聚合物的分子鏈牢固地吸附在硅藻土表面，提高橡膠的力學(xué)性能。
5 結(jié)語(yǔ)
硅藻土對(duì)橡膠有良好的補(bǔ)強(qiáng)填充作用，可以替代或部分替代白炭黑，提高物理機(jī)械性能，在橡膠制品中應(yīng)用，起到降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的作用，作為一種補(bǔ)強(qiáng)材料是很有前途的。目前，對(duì)硅藻土的改性與深加工產(chǎn)品利用主要集中在污水處理、制備新型復(fù)合橡膠等方面。隨著對(duì)硅藻土產(chǎn)品的進(jìn)一步研究與發(fā)展，硅藻土更多的新用途將不斷被發(fā)現(xiàn)，發(fā)展前景將會(huì)更加廣闊。
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