炭黑用量对丙烯酸酯橡胶AO80杂化阻尼材料性能的影响

电 、导 热 、耐 高 温 和化 学 性 质 稳定 等 ，同时颗 粒 形 态为球形 ，较 多的结构缺 陷提 供了 与橡 胶大 分子之 间 的物理化 学作用点 ，且 其资源易获取 ，价格低廉 ， 仅 为晶质石墨 的ｌ／３～ １／２，适 用于制备橡 胶填料 。
本 工作 研究 隐 晶质石 墨与炭 黑并 用ＸＣＡＥＭ胶 料 性 能 的影 响 ，为 开发 新 型 绿 色 功 能填 料 以及 制 备 高性能 油封提 供一定 参考 。
１ 实 验 １．１ 主 要 原 材 料
ＡＥＭ ，牌 号 ＧＬＳ，美 国杜 邦 公 司产 品 ；隐 品质 石 墨 ，实验 室 自制 ；炭 黑Ｎ５５０￣Ｉ］Ｎ７７４，美 国卡 博特 公 司产 品。 １．２ 基 本 配 方
ＡＥＭ １Ｏ０，炭 黑Ｎ７７４ ２０，硬 脂 酸 １．５， 防 老 剂 ４４５ ２，硫 化 剂 ＨＭＤＣ一７０ ２，促 进 剂 ＤＯＴＧ～７５ ５．３３，内 脱 模 剂 ＴＭＶ １，内 脱 模 剂 １８Ｄ ０．３，炭黑Ｎ５５０ 变量 ，隐晶质石 墨 变量 。 １．３ 主要 设 备和 仪器
隐 晶质石 墨 是 天然 石 墨 家 族 中 的一 员 ，也被 称 为 土 状 石墨 、微 晶石 墨 。天 然 石 墨根 据 结 晶程 度 不 同可分 为 晶质 石 墨 和隐 晶质 石墨 。 品质石 墨 结 晶程 度 高 ，晶体 结构 较完 整 ，但 固定碳 质 量分 数 低 ，通 常 在０．１以下 ，必 须经 过 提 纯 方 可 应 用 。隐 晶质 石墨 结 晶程 度低 ，组 分复 杂 ，结 构缺 陷较 多 ， 但 固定碳 质量 分 数可 达０．８，且 微 粒具 有球 状 超分 子 的特 点 ，近 各 向 同性 叫］。 目前 对 石 墨研 究 有一 定 的热度 ，主要 集 中在 晶质 石墨 上 。近几 年 ，出现 一 些 利 用 隐晶 质石 墨 的晶体 结构 特 点制 备石 墨 负 极 材料 以及石 墨 烯 的研 究 ，但 隐 晶质 石 墨在 橡 胶 材料 中的应 用研 究鲜 有 报道 。隐 晶质石 墨具 有 与 晶 质 石 墨类 似 的特 殊性 能 ，如 润滑 性 、耐磨 、导

潘世超1曹大志1梅 璟1吴明生21.江西黑猫炭黑股份有限公司2.青岛科技大学高分子科学与工程学院炭黑粒径对天然胶力学性能及蠕变性能的影响高分子材料的蠕变现象会导致橡胶制品承载、减振或密封效果下降，甚至失效。

研究发现，橡胶应力松弛速率越小，抗蠕变能力越高，故人们经常采用硫化交联的办法减小蠕变，防止分子间滑移造成的不可逆形变。

未填充的纯胶硫化胶具有最好的抗蠕变性能，但各种橡胶减振器一般都有特定的刚度要求，即胶料要有特定的弹性模量。

在纯胶弹性模量不能满足要求时，胶料中需要配合适量补强填充剂以满足产品刚度要求，其中炭黑是最常用的补强填充剂。

本研究选用平均粒径分别为19nm、23nm、29nm、60nm的4种炭黑N115、N220、N330、N660，用高温蠕变应力松弛试验机测试不同炭黑胶料的静态压缩蠕变，考察炭黑粒径对天然橡胶硫化胶蠕变性能的影响。

一、实验部分1.主要原材料SCR5，海南天然橡胶产业集团股份有限公司产品；N115、N220、N330、N660炭黑，江西黑猫炭黑股份有限公司产品，吸碘值中值分别为160mg/g、121 mg/g、82 mg/g、36 mg/g，DBP吸油值中值分别为113ml/100g、114 ml/100g、102 ml/100g、90 ml/ 100g；氧化锌、硬脂酸、NS、防老剂4020、硫黄均为市售工业品。

2.实验配方NR 100，ZnO 5，SA 2，NS 0.6，4020 1，S 1.5，炭黑 50。

3.主要设备和仪器XSM-500橡塑实验密炼机，上海科创橡塑机械有限公司产品；S(X)160A双辊筒炼胶机，上海轻工机械技术研究所产品；GT-M2000-A无转子硫化仪、T-10电子拉力试验机、GT-7049-DH高温蠕变应力松弛试验机，台湾高铁检测仪器有限公司产品；全自动平板硫化机，深圳佳鑫科技有限公司产品。

4.试样制备（1）混炼胶将天然胶在开炼机上塑炼5次→密炼机设转速为77r/min，预热（温度为90℃）→放入塑炼胶混炼1min→加入小料混炼1.5min→加入炭黑混炼3min→排胶→开炼机辊筒预热到50℃加胶包辊1min→加入硫黄混炼3min→左右割刀3次→薄通→下片→停放。

加工·应用 合成橡胶工业，２０２０－０９－１５，４３（５）：３７６～３８１ＣＨＩＮＡＳＹＮＴＨＥＴＩＣＲＵＢＢＥＲＩＮＤＵＳＴＲＹ炭黑对丙烯酸酯橡胶／乙烯丙烯酸酯橡胶共混胶性能的影响朱玉宏１，２，林炎坤１，宋万诚１，温艳蓉１，２，丁岩辉２，贾红兵１（１ 南京理工大学软化学和功能材料教育部重点实验室，南京２１００９４；２ 常州朗博密封科技股份有限公司，江苏常州２１３２００） 摘要：考察了炭黑种类对丙烯酸酯橡胶（ＡＣＭ）／乙烯丙烯酸酯橡胶（ＡＥＭ）共混胶硫化特性、物理机械性能、耐油性能、动态力学性能及热稳定性等的影响。

结果表明，与未加入炭黑的试样相比，加入不同种类炭黑后共混胶的最大转矩（ＭＨ）、最小转矩（ＭＬ）及二者之差（ＭＨ－ＭＬ）均显著增大，焦烧时间（ｔ１０）和正硫化时间（ｔ９０）均缩短。

共混硫化胶的物理机械性能、耐油性能及热稳定性均显著增强，但压缩永久变形变差，玻璃化转变温度均升高，损耗因子峰值均下降。

随着炭黑粒径的增大，共混胶的ＭＨ、ＭＬ和ＭＨ－ＭＬ逐渐减小，ｔ１０和ｔ９０逐渐延长，物理机械性能逐渐变差，但热稳定性及压缩永久变形逐渐升高。

加入炭黑Ｎ９９０的共混硫化胶的热稳定性较差。

关键词：丙烯酸酯橡胶；乙烯丙烯酸酯橡胶；炭黑；共混；物理机械性能；动态力学性能 中图分类号：ＴＱ３３３ ９７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００－１２５５（２０２０）０５－０３７６－０６ 丙烯酸酯橡胶（ＡＣＭ）是一种耐热性和耐油性均衡较好的材料，在以汽车用橡胶部件为主的领域获得了广泛的应用［１］，但其硫化胶存在拉伸性能低、低温性能较差、压缩永久变形较大及加工性能不好等问题［２］。

乙烯丙烯酸酯橡胶（ＡＥＭ）主链为饱和碳链，侧链为极性酯基［３］，在压缩永久变形、拉伸性能、低温性能和耐油性能等方面具有良好的均衡性［４］。

赵术英等［５］发现，在ＡＣＭ中并用ＡＥＭ，可以改善ＡＣＭ的物理机械性能、压缩永久变形及加工性能等。

炭黑的性能对橡胶的性能的影响炭黑的化学活性与橡胶性能的关系炭黑的化学活性对补强性能具有重要作用。

实验证明，化学活性大的炭黑，其补强作用大；而化学活性低的炭黑（如石墨化炭黑），其补强作用就非常之小。

这是因为，化学活性大的炭黑，表面上的活性点多，在炼胶与硫化过程中与橡胶分子反应形成的网状结构（结合橡胶）数量多。

而这种炭黑与橡胶形成的网状结构，赋予硫化胶以强度。

因此，炭黑的化学活性是构成补强性能的最基本因素，称为影响炭黑补强性能的第一因素（或强度因素）。

炭黑的化学活性越大，混炼时生成的结合橡胶数量越多，从而使胶料的门尼粘度提高，压出时口型膨胀率和半成品收缩率加大，压出速度减慢。

而硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等越高。

经研究，在炭黑表面的活性点中，含氧官能团对不饱和橡胶的补强作用极微，这也是近代发展炉法炭黑而较少采用槽法炭黑的原因之一。

但含氧官能团对饱和度高的橡胶（如丁基橡胶）的补强功能则有较大作用。

炭黑的粒径与橡胶性能的关系既然炭黑的活性点存在于炭黑的表面上，因此炭黑粒子越小，比表而积就越大，相同质量炭黑的活性点也越多，这就能更好地发挥炭黑对橡胶的化学结合和物理吸附作用，从而提高了补强效应。

所以，炭黑的粒径是影响炭黑补强性能的第二个因素，即广度因素。

炭黑的粒径越小，硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、耐磨性、硬度越高，耐屈挠龟裂性越好，回弹性和扯断伸长率减小。

但粒径过小，会因粒子间聚凝力大，易结团，而导致混炼时分散困难，并使可塑性下降，压出性能降低。

炭黑的结构性与橡胶性能的关系炭黑的结构性是影响炭黑补强性能的第三因素，即形状因素。

这是因为，结构性高的炭黑，其聚熔体形态复杂，枝权多，内部空隙大，当与橡胶混合后，形成的吸留橡胶（或称包容橡胶）多。

由于炭黑聚熔体能阻碍被吸留的橡胶分子链变形，因而对硫化胶的定伸应力、硬度等性能的提高有显著作用，从而体现了补强功能。

同时，吸留橡胶的形成，对提高炭黑在混炼时的分散性以及改善压出操作性能等方面也起着显著的作用，即使压出口型膨胀率和半成品收缩率减小，半成品挺性大，且表面光滑。

橡　胶　工　业CHINA RUBBER INDUSTRY115第71卷第2期Vol.71 No.22024年2月F e b .2024炭黑N330用量对天然橡胶阻尼性能的影响谭博文1，刘超奇2，许仕强1，王德月1，吴明生1*（1.青岛科技大学 高分子科学与工程学院/橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东 青岛　266042；2.浙江天铁实业股份有限公司，浙江 台州　317299）摘要：研究炭黑N330用量对天然橡胶（NR ）阻尼性能的影响。

结果表明：随着炭黑用量的增大，NR 混炼胶的F L ，F max 和F max －F L 增大，t 90缩短；NR 硫化胶的邵尔A 型硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增大，拉断伸长率和回弹值减小；NR 硫化胶低温下的损耗因子（tan δ）峰值减小，高温下的tan δ呈增大趋势。

随着温度的升高，NR 硫化胶的tan δ减小，且炭黑N330用量大的NR 硫化胶的tan δ减小速率大于炭黑N330用量小的NR 硫化胶，表明高温下炭黑N330用量大的NR 硫化胶的阻尼性能对温度变化更敏感。

随着炭黑N330用量的增大，NR 硫化胶的静刚度和动/静刚度比都增大，表明炭黑N330用量增大对NR 硫化胶的阻尼性能有提升作用。

关键词：天然橡胶；炭黑N330；阻尼性能；损耗因子；动/静刚度比中图分类号：TQ332.6；TQ330.38＋1 文章编号：1000-890X （2024）02-0115-06文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2024.02.0115天然橡胶（NR ）具有优良的物理性能，被广泛应用于各类减振制品中。

但是由于NR 分子链柔顺性较好，且属于非极性橡胶，分子链间作用力较小，其阻尼性能较差，因此需添加填料或与其他胶种并用以改善其阻尼性能[1-5]。

赵雅婷等[6]将乙烯丙烯酸共聚物（EAA ）与NR 并用并加入芳烃石油树脂（C 9树脂）得到的复合材料等效阻尼比较大。

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炭黑分散剂对NR胶料性能的影响的报告，800字
本报告用于研究炭黑分散剂对NR胶料性能的影响。

首先，炭
黑是一种广泛应用的聚合物增强材料，它可以提高材料的强度、密度和耐磨性。

其次，NR胶料是一种特殊结构，包含多种聚
合物成分，可以改善材料的吸音性、抗水性和耐磨性。

在本报告中，我们将探讨炭黑分散剂如何影响NR胶料的性能。

首先，炭黑分散剂可以增加胶料的力学性能。

在硫化NR(SBR)胶料中，炭黑可以用作填料。

它可以在胶料的内部形成一个低密度的层，从而增强胶料的强度和机械性能。

此外，它还能够改善胶料的表面光泽度和热稳定性。

此外，炭黑分散剂的使用还可以改善胶料的耐磨性，因为它能够形成一个保护膜，减少胶料内部的受力和磨损。

其次，炭黑分散剂可以改善NR胶料的吸音性。

由于炭黑分散
剂能够有效地阻隔空气中的声波，所以胶料表面的炭黑分散剂层能够有效地减少声波的传播，从而提高胶料的吸音性。

最后，炭黑分散剂还能够改善NR胶料的抗水性。

一方面，炭
黑分散剂可以提升胶料的表面张力，从而改善材料的抗水性。

另一方面，炭黑分散剂的释放的静电荷也可以起到表面层的防水作用。

综上所述，炭黑分散剂可以极大地改善NR胶料的性能，其中
最显著的改进是力学性能、吸音性和抗水性。

因此，炭黑分散剂在NR胶料中有着重要的作用，必须得到正确的使用以提高
材料性能。

炭黑对橡胶性能的影响1.炭黑作为橡胶的补强剂,提高模量,断裂强度,耐磨性等具有重要作用;2.炭黑对橡胶的熔体剪切粘度,拉伸粘度有重要影响,因此对加工行为有重要影响;3.不同种类的炭黑具有不同的性质,如比表面积,结构性等,对橡胶的影响各不相同,因此,需要考察炭黑对拉伸性能的影响.炭黑对丁苯橡胶拉伸粘度的影响从图可见，该曲线与聚乙烯、聚苯乙烯熔体的拉伸流动曲线有区别，即使在最低的ε =1.8×10-4s-1也没有稳态粘度的趋势，反而持续上升，这是应变硬化的结果。

不存在稳态粘度,橡胶在外力拉伸作用下发生结晶,导致拉伸粘度提高.炭黑用量对丁苯橡胶拉伸流动的影响图(a)1.炭黑用量增加，拉伸粘度升高，2.在较低的伸长率下断裂。

图(b)1.拉伸粘度随炭黑用量减小和拉伸速率增大而降低，2.同时随拉伸速率增大，不同炭黑用量的胶料之间，其粘度差别缩小，这与炭黑用量对剪切粘度的影响所得结果相似。

这可能与在高应变速率下炭黑网络受破坏有关。

在炭黑用量、结构性相同的条件下，炭黑表面积对丁苯橡胶拉伸粘度的影响如图所示：从图可见，随着炭黑表面积增大(N234＞N347＞N351＞N550)，粘度增大。

在炭黑用量相同，表面积相近的条件下，炭黑结构性对拉伸粘度的影响如图所示: 从图可见，随着结构性增高(N347＞N330＞N326)，拉伸粘度有所提高，但流动曲线形状不变。

炭黑表面积和结构性对丁苯橡胶拉伸流动的影响1.从上述结果可见，表面积大的炭黑，其胶料在拉伸流动过程中易产生我们需要的应变硬化效应，而结构性的改变，对应变硬化效应影响很小。

据此，科顿等建议，‘采用结构性较低而表面积较大的炭黑(如低拉伸中超耐磨炉黑N231)较好。

2.因为结构性低，有效体积较小，剪切粘度较低，而表面积较大(粒径小)则拉伸应变硬化效应较强。

这样的混炼胶对某些加工过程有利．中岛认为，对于炭黑与橡胶之间的混炼，希望产生应变硬化，以便分散。

为此，耍提高密炼机转子的转速，并且转子凸棱与室壁之间的间隙要小些，采用低温或分段混炼。

目次摘要 (1)ABSTRACT (1)1 绪论 (1)1.1天然橡胶简介 (1)1.2微观结构对天然橡胶的影响 (2)1.3天然橡胶的补强 (6)1.4课题的提出及主要研究内容 (8)2 天然橡胶的微观结构与特征分析 (8)2.1引言 (8)2.2实验部分 (8)2.3结果与讨论 (10)2.4本章结论 (19)3 炭黑对天然橡胶性能的影响 (20)3.1引言 (20)3.2实验部分 (20)3.3结果与讨论 (21)3.4本章结论 (32)4 结论 (33)4.1本课题主要结论 (33)4.2本文特色 (33)4.3尚待进一步研究的问题 (33)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论1.1 天然橡胶简介天然橡胶是由橡胶树的乳汁制成。

这种树的发现已有二百多年的历史，是野生的，学名巴西橡胶树(Hevea brasiliesis)[1]，故天然橡胶也称巴西橡胶，简称NR。

1876年英国人威克汉自巴西带回巴西橡胶树种子，在英国植物园育成橡胶树苗，先后运往锡兰(今斯里兰卡)、印度尼西亚、新加坡、马来西亚等地试种成功，建起栽培橡胶的胶园，而广为发展。

后来，我国云南、海南、广东等地也大量栽培巴西橡胶树。

其它产胶植物尚有银色橡胶菊(Parthenium argentatum)、杜仲树(Eucommia ulmoides Oliv.)等十余种。

据调查已发现含胶植物有两千余种，但产胶量极少[2]。

视来源不同，天然橡胶可分为野生橡胶、栽培橡胶、橡胶草橡胶和杜仲胶(马来橡胶)[3]。

而若按加工方法区分，天然橡胶又可分为烟片胶、标准胶、颗粒胶和改性天然橡胶等等。

天然橡胶的比重为0.91~0.93左右，能溶于苯、汽油中。

天然橡胶受热时逐渐变软，在130~140℃下软化至熔融状态，200℃左右开始分解，270℃下则剧烈分解。

天然橡胶具有较好的耐低温性能，其玻璃化温度为-70℃~-72℃[4]，在此温度下则呈显脆性。

将天然橡胶缓慢冷却或长时间保存或者将天然橡胶进行拉伸，均可能使橡胶形成部分结晶。

炭黑对橡胶耐热老化性能的影响柴克鹏1，2，沈惠玲1（1.天津科技大学材料科学与化工学院，天津 300222；2.银川佳通轮胎有限公司，宁夏 银川 750011）摘要：研究炭黑对橡胶耐热老化性能的影响。

结果表明：在炭黑结构相同的条件下，随着炭黑粒径增大，胶料的门尼粘度减小，强伸性能降低，耐热老化性能提高；通过并用耐热老化性能好的炭黑可以改善胶料的耐热老化性能。

关键词：炭黑；粒径；天然橡胶；丁苯橡胶；耐热老化性能炭黑是目前橡胶工业中用量最大的补强剂。

炭黑粒径越小，它与橡胶分子的接触面越大，补强作用也越大。

小粒径炭黑能在橡胶中形成均匀、致密的橡胶-炭黑网络，赋予硫化胶较高的强伸性能和耐磨性能，但其混炼时难于分散，胶料生热也大；大粒径炭黑在橡胶中易分散，但形成的炭黑-橡胶网络稀疏，加之粒径分布较宽而导致网络不均匀，致使硫化胶的物理性能较低。

添加的炭黑粒径不同，硫化胶的耐热老化性能差异也较大。

本工作主要研究炭黑品种对橡胶耐热老化性能的影响，并将不同种品种炭黑并用以改善硫化胶的耐热老化 性能。

1 实验1.1 主要原材料天然橡胶（NR），牌号SIR20，印度尼西亚产品；丁苯橡胶（SBR），牌号1500E，中国石油兰州石化公司产品；氧化锌，山东海化金钟锌业有限公司产品；硬脂酸，张家港泰柯棕化有限公司产品；炭黑N220，N330，N375和N660，韩城黑猫炭黑有限责任公司产品；炭黑N326，龙星化工股份有限公司产品；炭黑N234和N550，卡博特化工（天津）有限公司产品。

1.2 试验配方（1）炭黑单用试验配方：NR，100；炭黑（变品种），40；氧化锌，5；硬脂酸，3；芳烃油，3；促进剂DM，1.1；硫黄，3。

（2）炭黑并用试验配方见表1。

1.3 主要设备与仪器1.45 L密炼机，德国克虏伯公司产品；XK-160型开炼机，广东湛江橡胶机械厂产品；GK270型密炼机，益阳橡胶塑料机械集团有限公司产品；T-10型电子拉力机和2000型无转子硫化仪，美国孟山都公司产品；M200型门尼粘度仪，北京友深电子仪器有限公司产品。

the frequency corresponding to the maximum value of each dielectric parameter gradually decreases. It has been confirmed by research that the rubber has the best dielectric properties when the carbon black content
E499B impedance analyzer, and each dielectric parameter that varied with frequency and carbon black
fraction was analyzed. The results show that each dielectric parameter changes slowly with increasing
is 15 g. Key Words： Carbon Black Rubber Dielectric Properties
1研究背景
我国已经连续12年成为世界最大的轮胎制造国 和橡胶消耗国，橡胶年消耗量占世界橡胶年消耗量的 50%⑴。传统硫化工艺会产生橡胶制品外部过硫、内部 欠硫的现象，而且很大一部分能量在硫化工艺过程中 被消耗⑵。微波加热是一种体加热方式，能够从内外同 时加热物体，可以解决硫化不均匀和消耗大量能源的 问题3〕。
文献标志码:A 文章编号:1000-4998(2019)05-0100-03
Abstract: The rubber samples having a carbon black content of 5 g, 10 g, 15 g, 20 g, and 25 g were

１ ． ４ 试样 制 备 １ ． ４ ． １ 混炼胶
无 需 加入 硫 化剂 便 可 自身 硫 化 。夏 宇正 。 研究
了硫 化条 件对 环氧型ＡＣ Ｍ硫 化特性 和物理性 能 的
影 响 。Ｅ． Ｇｉ ａ ｎ ｎ ｅ ｔ ｔ ｉ 等 研 究 了Ａ Ｃ Ｍ的铵 盐 硫 化 机
理 。Ｈ＿ Ｍｏ ｕ 等 对ＡＣ Ｍ直 接进行 原 位配位 交 联 的方 法进行 了研究 。
１ ８ ｈ 。混 炼过程 中温度控 制在７ ０℃以下 。
１ ． ４ ． ２ 硫 化 胶
１ 实验 １ ． １ 主 要原 材料
混炼胶 硫 化分 两段 进行 。一段 硫化 在 平板硫
化机上进 行 ， 二段 硫化在烘 箱 中进 行 。
１ ． ５ 性 能测 试
环 氧 型Ａ Ｃ Ｍ， 门尼 粘 度 ［ ＭＬ（ １ ＋４ ） １ ０ ０℃］ 为 ３ ５ ， 上 海华谊 （ 集 团） 公 司产 品 ； 苯 甲酸铵 （ 硫 化剂）
ＡＣ Ｍ １ ０ ０ ， 硬 脂酸
１ ， 炭黑（ 变 品 种） 变
量， 防老￣ １ １ ４ ４ ５ ２ ， 硫化剂
１ ． ３ 主 要 设 备 和 仪 器
变量 ， 促进剂
２ ． ５ 。
型Ａ Ｃ Ｍ具有 硫 化 时 间 短 、 不腐 蚀 模 具 等优 点ｎ ］ 。
李 效 玉 等 对 自硫 化 型Ａ Ｃ Ｍ进 行 了研 究 ， 结 果 表 明， 在Ａ Ｃ Ｍ主链 上 引入 可 起反 应 的化 学 基 团后 ，
为， 随着炭 黑Ｎ ３ ３ ０ 用量增 大 ， 体 系 中的结合胶含 量
丙烯酸酯橡胶 （ ＡＣ Ｍ） 可 通 过 共 聚 在 分 子 结 构 中引入 少 量 反应 性 单 体 （ 即硫 化 点 单体 ） ， 从 而

炭黑对制品加工性能的影响
炭黑的粒径，结构和表面性质等性能对的加工性能有重要的影响，表现在混炼、压延、挤出和硫化各工艺过程中及混炼胶的流变性能上。

一、炭黑的结构与包容橡胶
1.包容胶的意义
包容胶（bonded rubber)是在炭黑聚集体链枝状结构中屏蔽（包藏）的部分橡胶，又称为吸留橡胶，见示意图3-4。

如图中C形代表炭黑聚集体的刚法体；交叉线代表橡胶；屏蔽在C形窝中的橡胶为包容胶，它的数量由炭黑的结构决定，结构高，包容胶多。

包容胶的活动性受到极大的限制，所以在一些橡胶制品问题的处理中常把它看成是炭黑的一部分，当然这种看法不够准确。

当剪切力增大^: 温度升高时这部分橡胶还有一定的橡胶大分子的活动性。

2.包容胶量的测算
Medalia根据炭黑聚集体的电镜观测、模型、计算等大量研究工作提出下列
经验公式。

式中Φ’——在胶料中炭黑加包容胶的体积分数；
Φ——在胶料中炭黑的体积分数；
DBP—炭黑的DBP吸油值，cm3/lOOg炭黑。

V=Φ’-Φ(3-5>
式中 V——包容胶的体积分数。

所以DBP吸油值越高，也就是炭黑聚集体结构度越高，即聚集体链枝越发达，则包容胶越多。

式（3-5)已获实际应用，但在计算填充炭黑胶的应力时，发现式（3-4) if-算的结果比实测值高，比例为1:0. 68，说明在这样的拉伸条件下，包容胶中的橡胶大分子还是有一定的活动性，Medalia公式有一定的局限性。

橡胶参考资料2011年用云母和炭黑填充的丙烯酸酯橡胶胶料的性能王象民 编译1 前言丙烯酸酯橡胶(ACM)是一种耐高温、耐油的特种橡胶,其饱和主链赋予耐热性和抗氧化性,酯侧基则赋予其高极性。

ACM以其良好性能而广泛用于汽车及相关产业,如用作密封件、胶带、减震器、垫片以及胶管等。

有许多研究以及专利都致力于ACM与其他聚合物共混胶的物理机械性能。

填料通常用于改善橡胶的物理机械性能并降低成本,炭黑和白炭黑则为橡胶胶料中最常用的填料。

云母是一系列硅酸盐矿物填料的总称,虽然化学组成多种多样,但结构都是相似的,其最常见的类型为白云母、金云母和黑云母。

本研究采用白云母。

填料的结构和尺寸影响其在弹性体基体中的分散性,而胶料中填料 橡胶间的相互作用可以通过物理机械性能来研究。

比如由于基体在填料表面粘附、聚合物与填料表面化学键和以及填料附近形成交联键等几种机理作用,填充硫化胶中的交联键使得溶胀指数减小。

本文将研究云母和炭黑填充的丙烯酸酯橡胶胶料的物理机械性能、硫化特征以及溶胀性能。

2 试验2.1 材料丙烯酸酯橡胶(H ycril1540)由巴西Petroflex Industria e Comercio S.A.(Rio de Janeiro)提供,硫化点质量分数为5%,门尼粘度[ML(1+4), 100 ]为32.10。

云母由巴西Brasilminas Industria e Comercio Ltda(Sao Paulo)提供,密度为2.64g/ cm3,平均粒径为54.77 m。

furnex型炭黑N762由巴西Columbian Chemicals do Brasil(Sao Paulo)提供,平均粒径为61~100nm,密度为1.43g/cm3。

其他助剂有:Struktol WB222(加工助剂,Schill& Scilacher公司),Naugard445(防老剂,Uniroyal Chemicals公司),Chemac PAR K50(硫化剂)。

比Ｎ２２０炭黑窄和小，因此Ｎ２３４炭黑的焦烧时间 比Ｎ２２０炭黑短。从硫化速度分析。Ｎ１１５炭黑最 快，Ｎ２３４炭黑居中，而Ｎ２２０炭黑最短。
表３不同原料油配比生产之Ｎ２２０炭黑指标及胶料物性分析数据
注：表中ＡＴ＿一乙烯焦油；Ⅱ’＿—。蒽油；ａ卜—镍焦油
硫变条件：ＥＫ＇１２１ＸＩＯＳ／ＳＰ 焦烧条件：ＥＫＴ２００１Ｍ
由于采用煤焦油生产的炭黑表面活性较低，炭黑 的表面官能团少，与橡胶问交联密度低所致。 由表３还可以看出：填充用乙烯与蒽油配成 混合油生产的Ｎ２２０炭黑的胶料，其焦烧时间最
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炭黑性质对胶料焦烧性能的影响
作者： 作者单位： 陈新中 江西黑猫炭黑股份有限公司，江西景德镇 333000
本文链接：/Conference_7325535.aspx
焦烧条件：ＥＩｑｌ２００１Ｍ
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１７０。Ｃ、６ｒａｉｎ １２７。Ｃ
由以上实验数据可知：Ｎｌ １５炭黑虽然在此种
３．３采用不同的原料油生产的同种Ｎ２２，０炭黑。
其焦烧时间及硫化速度的比较
配方胶料中所加的质量份较低，但因其表面积非 常高，其焦烧时间最短，扭力矩最高，而Ｎ２３４ 炭黑与Ｎ２２０炭黑虽然吸碘值相近，但结构性存
响
配方示例：（质量份） 天然橡胶６０，顺丁橡胶４０，硫磺１．４，促进
剂ＭＢＳ Ｏ．８，氧化锌４．０，硬脂酸２．０，防老剂
ＰＡＮＡ
１．０，防老荆ＣＰＰＤ １．０，防老荆ＢＬＥ
１．０，
石蜡１．０，Ｎ２２０炭黑７０，操作油１０，防焦剂ＰＶＩ
（选用）。
胶料的焦烧是指胶料在存放或操作过程中产 生早期硫化的现象。配合炭黑的胶料在加工过程 中（如挤出、压延等），胶料因生热而有可能发 生焦烧。炭黑在硫化反应时的作用如同催化剂， 使硫化起始反应更快发生。炭黑在硫化反应中主 要影响项目有焦烧时间、硫化速度及最大扭力 距。炭黑的比表面积、结构、表面酸碱性、表面 活性均影响胶料的焦烧时间及硫化速率。炭黑比

炭黑对天然橡胶动态过程中结构与性能的影响董月;王雪盼;周睿;辛振祥【期刊名称】《青岛科技大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2017(0)S2【摘要】研究了加入碳纳米管之后的炭黑/天然橡胶的复合材料的动态力学性能和介观结构在疲劳过程中演变情况,以期能够在某种程度上反映出样品介观结构和性能在疲劳过程中的变化规律;研究发现,加入炭黑后的天然橡胶(NR)的疲劳寿命随着炭黑份数的增加,疲劳寿命先上升后下降;随着疲劳程度的增大,体系的Payne效应逐渐减小,疲劳程度达到80%的时候,NR体系的Payne效应最大;随着炭黑填充量的增加,体系的Payne效应增大;填充NR疲劳前后的微观结构的变化难以通过红外观察到,这是因为疲劳产生的自由基,会在疲劳过程中与其他的杂质反应,或者自身发生反应迅速消失,导致对红外光谱的影响不大,难以通过红外观察到;除此之外,疲劳后炭黑填充NR试样中炭黑聚集体都产生了一定程度的团聚现象,并且炭黑粒子局部呈链状排布。

【总页数】5页(P14-18)【关键词】炭黑;动态疲劳过程;Payne效应;介观结构【作者】董月;王雪盼;周睿;辛振祥【作者单位】青岛科技大学高分子科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TQ332【相关文献】1.淀粉黄原酸盐对炭黑/天然橡胶复合材料的结构及动态性能的影响 [J], 游建华;卢秋余;闵笑宇;吴杰;罗文杰;林华;汪志芬2.炭黑网络化程度对填充天然橡胶体系伸张疲劳过程中介观结构和动态粘弹性的影响 [J], 周文敏;宋新星;孙翀;赵树高;张萍3.白炭黑/天然橡胶复合材料在疲劳过程中的微观结构与性能演变 [J], 柳东海;郑威;姜健;张立群;刘力;温世鹏4.碳纳米管束与炭黑并用对天然橡胶导热性能和动态力学性能的影响 [J], 白彦江;李京超;张茜;周鑫磊;卢咏来;张立群5.含硫硅烷偶联剂对天然橡胶/白炭黑复合材料力学性能及动态力学性能的影响 [J], 彭华龙;刘岚;罗远芳;傅伟文;贾德民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性
炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性是指在高频电磁场作用下，该材料的电导率、介电常数和损耗因子等电学性能。

炭黑是一种常用的填充材料，可用于提高橡胶复合材料的机械性能和导电性能。

然而，炭黑的添加对复合材料的介电特性也有一定的影响，尤其在高频范围内。

以下是一些影响炭黑填充橡胶复合材料高频介电特性的主要因素：
1. 电导率：炭黑具有优良的导电性能，其添加可以增加复合材料的电导率。

在高频场下，电流更容易在炭黑填充体中流动，从而增加了材料的导电性能。

2. 介电常数：炭黑填充橡胶复合材料的介电常数会因炭黑填充体的导电性而增大。

在高频范围内，炭黑填充体的极化效应和界面效应也可能对介电常数产生影响。

3. 损耗因子：炭黑填充体中的电导损耗会导致复合材料的损耗因子增加，表现为能量在材料中的耗散。

此外，炭黑与基体的界面摩擦也可能导致局部损耗。

炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性研究可以通过实验测试和数值模拟等方法进行。

常用的实验方法包括高频介电测试仪、微波共振腔等，用来测量复合材料的介电参数。

数值模拟方法如有限元分析等可用于研究复合材料的电场分布和介电性能。

需要注意的是，炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性还受到其他因素的影响，如填充体的形态、体积分数、分散性等。

因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素的影响，并设计相应的复合材料配方以满足具体的工程要求。