不同填料对胶料综合性能影响力分析
- 格式:doc
- 大小:137.00 KB
- 文档页数:5
橡胶配方设计与性能的关系
概述
橡胶制品在工业和日常生活中具有广泛的应用,其性能表现与配方设计密切相关。
本文将探讨橡胶配方设计对其性能的影响。
橡胶的主要性能指标
橡胶制品的主要性能指标包括强度、弹性、耐磨性、耐腐蚀性等。
这些指标受到橡胶材料本身性质和配方设计的影响。
橡胶配方设计的基本原则
橡胶配方设计应考虑到橡胶的种类、填料、增塑剂、硬化剂等因素。
合理选择配方成分可以优化橡胶制品的性能表现。
不同配方对性能的影响
•填料种类和含量: 合适的填料种类和含量可以改善橡胶的强度和耐磨性。
•增塑剂的选择: 增塑剂的选择会影响橡胶的柔软度和弹性。
•硬化剂的配比: 硬化剂的配比直接影响橡胶的硬度和耐用性。
橡胶配方设计案例分析
以下是一个橡胶配方设计的案例分析:
•橡胶种类: 选择天然橡胶和丁腈橡胶混合使用。
•填料: 添加二氧化硅填料提高硬度和耐磨性。
•增塑剂: 选择环氧树脂作为增塑剂,提高橡胶的弹性。
•硬化剂: 使用过氧乙酸硬化剂,提高橡胶的耐用性。
总结
橡胶配方设计对橡胶制品的性能有着重要影响,合理设计配方可以改善橡胶制品的性能表现,提高其在各个领域的应用价值。
以上是橡胶配方设计与性能的关系的基本信息及探讨,希望对读者有所帮助。
不同填料对酚醛树脂性能的影响淄博理研泰山涂附磨具有限公司薛峰吴三国徐焕明摘要:本文针对涂附磨具行业常用的轻质碳酸钙、重质碳酸钙,初步研究其对酚醛树脂胶粘剂性能的影响;加入不同比例的填料,对酚醛树脂脆性、粘结性的影响。
不同的干燥温度对酚醛树脂气泡现象的影响;不同的固化条件对酚醛树脂固化状态的影响。
关键词:填料,轻质碳酸钙,重质碳酸钙,酚醛树脂,剥离强度,脆性,气泡酚醛树脂以其独特的分子结构,具有卓越的粘附性、优良的耐热性、抗烧蚀性和阻燃性。
而针对涂附磨具行业的酚醛树脂以其与基材、磨料的优良粘结性,以及良好的使用性,大大提高了产品的性能。
填料是一种固体添加剂,是胶粘剂重要的助剂之一,具有补强、增稠、增容、增硬、增韧、降低收缩性、减少线膨胀系数、增加耐磨性、提高耐水耐热性等功能。
他对于改进胶粘剂的某些性能,改善工艺特性和降低产品成本,都有着十分明显的作用。
填料的种类繁多,本文针对涂附磨具行业常用的轻质碳酸钙、重质碳酸钙,初步研究其对酚醛树脂胶粘剂性能的影响。
填料与胶粘剂中的大分子可能发生物理或化学结合,填料的性能包括形态、粒径、表面形态等,都对填充的胶粘剂有较大影响。
1 实验目的1.1 比较胶液中不同含量的轻质碳酸钙、重质碳酸钙对酚醛树脂脆性及粘结性能的影响。
1.2 比较不同的烘干起始温度对酚醛树脂气泡现象的影响。
2 实验试剂及仪器酚醛树脂、颜料红、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、酒精、水、电子天平、玻璃棒、拉伸机、烘箱等。
3 实验方案及实验步骤3.1 分别选择轻钙含量为30%(100g酚醛树脂中加钙30g)、60%、80%,水、酒精适量,制成酚醛树脂胶液,制备皮膜,干燥(115℃),观察其皮膜的性能。
3.2 选择重钙含量为30%、60%、80%、120%、150%,制成酚醛树脂胶液,制备皮膜,观察皮膜的性能。
3.3 将3.2中制备好的酚醛树脂胶液涂在基布上,用#60的棕刚玉植砂、干燥、复胶(为了便于观察结果,胶液加入了颜料红)、固化后90度柔曲,测试砂布的剥离强度。
填料对胶料力学性能影响力分析GB20688. 3 (建筑隔震橡胶支座)中规定了支座成品的力学性能,其中压缩性能和剪切性能是建筑减隔振支座很重要的性能,决定建筑隔震支座是否合格。
这两项性能与胶料的硬度、剪切模量和阻尼比息息相关。
在工厂化生产中,多是调整填料用量满足支座产品对胶料力学性能要求,但是填料对胶料性能影响是多方面的,需要进过多次调整才能得到满足要求的胶料配方。
本文利用正交试验设计方法,研究填料N550、K770和增黏树脂2402对胶料硬度、拉伸强度、扯断伸长率、硬度、剪切模量和阻尼比的影响力,为以后设计合理的橡胶配方提供有价值的参考。
一、实验部分1•原材料实验原材料见表1。
2•实验仪器实验仪器见表2。
3•配方设计选择N550, K770,增黏树脂2402为影响胶料性能的因素,设计正交试验,见表3。
根据表3,共需做9组试验,正交实验安排见表4表4 正交实验安排表注:其他(份),NR(100)、ZnO(4)、硬脂酸(1.5)、RD(1.5)、4020(1.5)、微晶蜡⑵、机油(10)、S(1.5)、TMTD(0.8)、DM(0.8)4. 性能测试硬度按GB/T 531.1的规定进行。
拉伸强度和扯断伸长率按GB/T 528的规定进行,采用I型哑铃试样,拉伸速度500 ±50 mm/min,初始标距为25mm。
剪切模量和阻尼比按GB/T 20688.1的规定,试样采用橡胶型剪切试样。
二、结果与讨论对1 #〜9#配方进行力学性能测试,结果见表5。
#1•三种填料对胶料硬度影响三种填料对胶料硬度影响极差分析见表6。
极差反映出各个因素对胶料某种性能的影响能力,极差越大,说明影响力越大。
从表6可以看出:对胶料硬度影响主次顺序为N550、增黏树脂2402、K770。
硬度是表征橡胶材料刚性的指标,表示一定形变所需要的力,与建筑间隔震橡胶支座的压缩性能息息相关。
N550属于补强性填料,粒径小,活性大,因此对胶料硬度影响力最大;增黏树脂2402属于酚醛树脂,它能促进硫化胶三维网络结构形成,能有效增加抵抗一定形变所需力值,因此对胶料硬度影响力居中;K770属于半补强性填料,粒径中等,活性稍弱,因此对胶料硬度影响力最弱。
不同种类填料对氯丁橡胶性能的影响张馨;乌仁其木格;李林英【摘要】考察了两种粒径和pH值不同的硅藻土在氯丁橡胶中的应用效果,探索了硅藻土的最佳填充量,并与传统填料——炭黑、白炭黑及高岭土的补强效果进行了对比.结果表明,与采用传统的炭黑补强相比,用硅藻土补强的氯丁橡胶(CR),在保持拉伸强度不变的情况下,可获得较好的加工性能,并可缩短硫化时间,降低产品硬度,明显改善了产品的拉断伸长率;硅藻土价格便宜,密度小,且在CR中可大量填充,在获得优异性能的同时可降低产品成本.【期刊名称】《弹性体》【年(卷),期】2016(026)006【总页数】4页(P56-59)【关键词】氯丁橡胶;硅藻土;橡胶;补强填料【作者】张馨;乌仁其木格;李林英【作者单位】内蒙古化工职业学院化学工程系,内蒙古呼和浩特010010;内蒙古化工职业学院化学工程系,内蒙古呼和浩特010010;内蒙古化工职业学院化学工程系,内蒙古呼和浩特010010【正文语种】中文【中图分类】TQ333.5硅藻土是一种天然硅质岩石,主要成分是非晶形SiO2,与橡胶中用量很大的填料——白炭黑具有基本相同的化学组成。
硅藻土密度小、质地轻软,具有独特的孔隙结构,孔隙度大,吸附性能强,具有化学性质稳定、耐磨、耐热等特点[1-4]。
被广泛应用于石油、化工、建材、食品及环保等领域。
通过对天然硅藻土进行煅烧[5]、筛选等处理可以获得pH值、粒径和结构度不同的硅藻土,从而满足不同橡胶制品填充的需要。
另外,硅藻土是一类天然的矿物质,与传统的橡胶填料——炭黑、白炭黑相比,硅藻土具有价格低廉、处理工艺简单的优点,是替代传统填料的理想选择[6]。
氯丁橡胶(CR)是一类结晶性自补强橡胶,广泛用于制备电线电缆及各种耐油、耐候和阻燃制品。
本工作考察了两种粒径和pH值不同的硅藻土LCS-3和FP22对CR 的补强效果,并与常用填料——高岭土N85、炭黑N774及白炭黑SiO2做了对比。
1 实验部分1.1 原料CR:S-40v,日本电气化学工业株式会社;MgO、ZnO:分析纯,天津市广成化学试剂有限公司;硬脂酸(SA):天津博迪化工股份有限公司;防老剂D(N-苯基-2-萘胺)、促进剂NA22(1,2-亚乙基硫脲):濮阳蔚林化工股份有限公司;高岭土N85、白炭黑SiO2、炭黑N774:均为市售;硅藻土LCS-3、FP22:美国EP Minerals,LLC公司提供,其物性参数见表1。
炭黑等填料对氟橡胶性能的影响分析摘要:研究了3种填料(氟化钙、硫酸钡、炭黑)对氟橡胶力学性能及加工性能的影响。
结果表明,采用氟化钙对氟橡胶补强作用最明显,但降低了压缩永久变形性能;而炭黑对氟橡胶的综合性能改善最佳。
关键词:氟橡胶氟化钙硫酸钡炭黑氟橡胶是主链或侧链碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。
氟原子的电负性极高,使得c-f键键能较大(大约110kj.mol-1),同时促使c-c主链键能提高(97kj.mol-1),并在f-h之间利用强范德华力形成氢键,且其原子半径(0.064mm)相当于c-c键的一半,因此能够紧密地排列在碳原子周围,对聚合物c-c 主链产生很强地屏蔽作用,从而赋予了含氟高聚物高度稳定性。
由于氟橡胶这种化学结构,使得氟橡胶基体与绝大多数填料之间并不存在化学作用,也很难找到一种合适的表面活性剂对填料进行表面改性处理,所以氟橡胶与现今普遍使用的填料之间的界面粘合强度较弱。
然而,填料却可增大体积、降低成本,改善力学性能及加工工艺性能等,对于氟橡胶这种昂贵的特种橡胶来说,其作用更加明显。
研究填充体系对氟橡胶力学性能及加工工艺性能的影响具有重要的意义。
本文选用了3种典型的填料(氟化钙、硫酸钡、炭黑)来探讨填料对氟橡胶性能的影响及其在使用上所体现的优缺点。
1、实验1.1 原材料氟橡胶26,门尼粘度[ml(1+10)121℃]为42,双酚af,bpp,ca(oh)2,活性氧化镁,n990,巴西棕蜡;氟化钙和硫酸钡。
1.2 需要的实验设备开炼机,xk13-021-003型;无转子硫化仪,gt-m2000a型;拉力机,gt-tcs-2000型;邵尔a型硬度计;平板硫化机,kshr100型;扫描电子显微镜,gsm-5900lv型。
1.3 试样制备基本配方氟橡胶,100;双酚af,2;bpp,0.5;ca(oh)2,6;活性氧化镁,3;巴西棕蜡,1;填料(氟化钙、硫酸钡、炭黑n990),变量。
填料对聚氨酯胶粘剂的影响1. 增强粘接强度填料可以增加聚氨酯胶粘剂的粘接强度,提高其承载能力和抗剪强度。
常用的填料如纤维素、硅酸盐、碳酸盐等,它们具有较高的强度和硬度,能够有效地增强胶粘剂的粘接性能。
2. 改善流动性适量的填料可以改善聚氨酯胶粘剂的流动性,使其更易施工和涂布。
填料的加入可以调节胶粘剂的粘稠度和粘度,使其具有适合的流变性,有利于提高施工效率和操作性。
3. 提高耐热性一些填料具有较高的热传导性和耐热性,能够有效地提高聚氨酯胶粘剂的耐热性能,降低温度下的粘接强度和耐老化性能。
这对于在高温或低温环境下使用的胶粘剂来说非常重要,填料的选择和添加量会直接影响胶粘剂的耐热性能。
4. 调节硬度和弹性模量填料的硬度和弹性模量会影响聚氨酯胶粘剂的强度和弹性,不同类型和形状的填料具有不同的硬度和弹性模量,可以通过合理选择和添加填料来调节胶粘剂的硬度和弹性模量,满足不同条件下的使用要求。
5. 影响成本和稳定性填料的选择和价格会直接影响聚氨酯胶粘剂的成本,同时也会影响其稳定性和贮存寿命。
一些填料具有较高的价格和易变质的特性,可能会影响胶粘剂的稳定性和贮存寿命,因此在选择填料时需要综合考虑成本和稳定性的因素。
1. 纤维素填料纤维素填料是一种常用的填料,它可以增加聚氨酯胶粘剂的粘接强度和耐热性,提高其成本效益。
纤维素填料的加入可以提高聚氨酯胶粘剂的粘接强度和耐热性,但可能会降低其流动性和操作性。
2. 硅酸盐填料填料是影响聚氨酯胶粘剂性能的重要因素之一,它可以影响胶粘剂的粘接性能、耐热性能、硬度和弹性模量等多个方面。
在选择和添加填料时需要综合考虑胶粘剂的使用环境、成本和稳定性等因素,合理选择和控制填料的种类和添加量,才能有效地改善聚氨酯胶粘剂的性能和降低生产成本。
希望本文能对您了解填料对聚氨酯胶粘剂的影响有所帮助。
填料对聚氨酯胶粘剂的影响聚氨酯胶粘剂是一种常用的结构胶粘剂,具有良好的粘接性能和耐热性、耐候性等优点。
填料对聚氨酯胶粘剂的影响主要体现在粘接性能、机械性能和物理化学性能等方面。
填料对胶粘剂的粘接性能有重要影响。
一方面,适当的填料可以改善胶粘剂的流变性能,提高其涂覆性能和施工性能。
添加适量的颜料填料可使胶粘剂具有较好的均匀性和覆盖性,在涂覆过程中能够更好地填充缝隙和粘接面,提高粘接强度。
合理选择填料还可调整胶粘剂的黏度和粘接性能,以满足不同应用场合的要求。
添加纤维填料可增强胶粘剂的粘接强度和抗剪强度,适用于高强度要求的粘接应用。
填料对胶粘剂的机械性能有重要影响。
填料可以增加胶粘剂的硬度、强度和韧性,提高其抗压强度和抗剪强度等机械性能。
添加适量的颗粒填料可增加胶粘剂的硬度,改善其耐磨性和耐冲击性;而添加适量的纤维填料可增加胶粘剂的韧性,改善其抗拉强度和抗撕裂强度。
填料还可以通过调整胶粘剂的体积或质量密度,改变其物理性质,如导电性、导热性等。
填料还能通过与胶粘剂的相互作用,对胶粘剂的物理化学性能产生影响。
填料与胶粘剂之间可以发生物理吸附或化学键合等作用,改变胶粘剂的聚合行为和分子结构,从而影响其固化速度、胶结强度等性能。
某些填料,如钛粉、二氧化硅等,在胶粘剂的固化过程中能够催化聚合反应,加快胶粘剂的固化速度和提高其胶结强度。
填料的选择还可以改变胶粘剂的导热性、导电性、耐候性等特性,提高胶粘剂在特殊环境下的使用性能。
需要注意的是,填料的添加量和选择应根据实际情况进行合理调整,以确保胶粘剂的整体性能。
过量的填料可能导致胶粘剂的黏度过高或颗粒堆积,影响涂覆性能和粘接效果。
填料的纯度、粒径、形貌等也会对胶粘剂的性能产生影响,因此在选择填料时应注意综合考虑各项因素。
填料在聚氨酯胶粘剂中起到了重要作用,通过改变胶粘剂的流变性能、机械性能和物理化学性能等方面,可以提高胶粘剂的粘接强度、耐热性、耐候性等性能,满足不同应用需求。
不同填料对氢化丁腈橡胶耐烧蚀材料性能的影响张春梅杜华太庞明磊周义(山东非金属材料研究所,济南250031)文摘以氢化丁腈橡胶(H N B R)为基体,分别添加有机纤维1、有机纤维2、碳纤维粉和纳米无机物,通过形貌分析和x射线能谱仪(ED s),研究不同用量下不同烧蚀填料对H N B R烧蚀性能及力学性能的影响,发现在该试验条件下,添加有机纤维l和纳米无机物的H N B R能获得较好的烧蚀性能;添加有机纤维1时H N B R 材料的力学性能很差,纳米无机物的加入对其力学性能影响不大;添加有机纤维2和碳纤维粉的H N B R力学性能变化不大,但烧蚀性能不理想。
关键词氢化丁腈橡胶,耐烧蚀填料,有机纤维,碳纤维粉,纳米无机物I nnuence of D i f.f er ent Fi l l er S on Per f om ance of H N B R A bl a t i ve M a t er i al sZ han g C hunm e i D u H uat a i Pang M i ndei Z hou Y i(II l st i tut e of s h锄dong N on—M et aU i c M at eri aI s,Ji咖250031)A bst船ct O r gani c f i b er l,or ga ni c f i b er2,carbon f i b er pow d er and naI l o-i norgani c s ub s t an ce w er e add ed t o H N-B R m at ri x r esp ect i vel y.B y m or ph ol ogy anal ysi s and X—r a y energy di spe rsi ve spec t r oscopy(E D S),t he e琢e ct of di珏br.en t am o unt of di伍e r ent611er s on a bl a t i on per f o皿ance aI l d m echani cal pr叩eni es of H N B R w鹬s t udi ed.It i s f ound t h at H N B R w i nl or ga ni c硒er1卸d na no-i norgaI l i c s ubs t趴ce po s s e s se s900d abl at i on pe南nI l肌ce.H N B R w i t h organi c f i b er l has poorⅡ坨cha ni c al pr oper t i es,w hi l e nano-i nor g觚i c8ub s t an ce have l i t de i m p act on m echani cal pI openi es“H N B R.H N B R w i t h organi c f i b er2and carbon f i b er p(yw de rs has l i t de i m p act on m echani cal pI.op er t i es but unsa t i sf a c—t o r y a bl at i onper fbm ance.K ey w or ds H N B R r ubber,A bl at i ve f i l l e r s,O r gani c f i ber,C缸bon f i b er pow de r,N ano—i nor ga Il i c s ub s t an ceO引言柔性烧蚀材料多以橡胶弹性体为基体,添加耐烧蚀填料制得,常用作固体火箭发动机内绝热层、推进剂限燃包覆层等绝热材料。
橡胶配方与各性能的关系橡胶性能与配方的关系不同的橡胶产品对胶料的物性都有不同的要求,同时对生产这些产品时胶料的工艺性能(加工性能)也需要不同的要求。
所谓的工艺性也就是生产这些橡胶产品的过程不能达到理想的状态,做出来的橡胶产品也就很难做到性能理想化、经济效益最大化。
一句话,无论你要求橡胶产品有什么样的物性要求,也不管你的要求是高还是低,如果工艺性能无法满足要求(实现要求的过程无法满足),那么你就很难顺利的去生产。
不多赘述,该贴将和大家一起谈论各橡胶工艺性能受配方的影响及关系。
一、混炼性能1.各种成分对混炼效果的影响主要分析配方中各种填料、化学药品、操作油等配合成分混入橡胶中的难易性、分散性。
它主要由这些配合成分与橡胶之间的互溶性的高低、浸润性的大小来决定。
胶料混炼工艺设计的好坏评价方法之一就是各种成分是否可以在橡胶中能够迅速的分散;混炼效果的好坏,则可以通过各种成分在橡胶中能否均匀分散其中来衡量。
这两个指标都主要取决于配合成分与橡胶之间的互溶性、浸润性。
“互溶性”这个词大家可能会认为橡胶那么大的分子怎么可能溶解在各种配合成分里很多配方里,应该是配合成分溶解在橡胶里才对。
其实,所谓的溶质、溶剂也是相对的,量少的惯称为溶质,量多的则为溶剂,习惯性的认为溶质溶解在溶剂中,如果“溶质”的量比“溶剂”的量大很多的话,那就是“溶剂”溶解在“溶质”中。
所以,也就可以理解为互溶性了。
为了能让胶料达到多种综合性能都很优异的效果,很多配方用到的橡胶都不止一种,可能2、3、4、5种橡胶并用,这就涉及到这些橡胶之间的互溶性(也许橡胶之间的互溶性大家更好理解一些)。
混炼后的胶料如果电镜图片里显示各相之间没有明显的分离、橡胶之间、橡胶与各配合成分之间分散的非常均匀那就表明互溶性好,否则互溶性就差。
互溶性差的配方体系所对应的胶料的各种物性也就不能得到好的体现。
其实,橡胶配合体系是不能像盐溶于水那样做到分子级的互溶性,一是因为橡胶是由不同分子量的高分子复杂体系组成,二是各种配合成分也不是简单的小分子化合物,三它们是固相之间的溶解性。
不同填料对氟橡胶胶乳性能的影响研究氟橡胶是一种具有优异耐热性、耐化学性和耐油性的特种橡胶,广泛应用于航空、汽车、化工、电子等领域。
为了改善氟橡胶的性能,填料的选择和添加是一种有效的方法。
本文将研究不同填料对氟橡胶胶乳性能的影响,并从填料的角度探讨氟橡胶的改性方法。
首先,选择合适的填料对氟橡胶的胶乳性能具有重要影响。
常见的填料有碳黑、白炭黑、硅酸盐、金属氧化物等。
这些填料能够提高橡胶的机械性能、耐磨性和耐老化性。
例如,碳黑填料能够增加橡胶的强度和硬度,提高耐磨性能;白炭黑填料则能够改善橡胶的耐候性和耐油性。
因此,在氟橡胶的制备过程中,根据目标性能的需求选择适当的填料是十分重要的。
其次,填料在氟橡胶中的分散情况对胶乳性能同样重要。
良好的填料分散能够提高橡胶的力学性能和加工性能,而不良的填料分散则会导致胶乳的不均匀性和性能下降。
因此,填料的选择和添加方法在一定程度上影响着填料在橡胶中的分散情况。
常用的填料添加方法有通过热熔法和湿法。
其中,热熔法在高温下将填料与氟橡胶混炼,可以提高填料与橡胶的分散性;湿法则是将填料与橡胶一同加入橡胶胶乳中搅拌,然后通过干燥和膨胀使填料充分分散。
通过优化填料的添加方法和条件,可以实现填料在胶乳中的均匀分散,提高橡胶的性能。
此外,填料的表面改性也是提高填料在氟橡胶中分散性和增强橡胶性能的有效方法之一。
填料表面的改性主要通过对填料进行表面处理或涂覆来实现。
例如,通过对填料进行表面活化处理,可以增加填料与橡胶的相容性,提高填料与橡胶的相互作用力,增强填料在胶乳中的分散性和增强橡胶的力学性能。
此外,通过在填料表面涂覆一层有机物或无机物也可以改善填料在胶乳中的分散情况。
这些表面改性的方法可以提高填料的亲和性、增强填料与橡胶的相互作用力,从而改善橡胶的性能。
最后,填料的添加量对氟橡胶的性能也有显著影响。
填料的添加量过低会使得橡胶的物理性能不能得到有效改善,而填料的添加量过高则可能导致胶乳的黏度增加、加工性能下降。
本文摘自再生资源回收-变宝网()化工填充料对塑胶原料的影响不同的化工填充料对塑胶原料的性能以及后续加工生产的影响很大,从填充料的物化性质分析出发,概括出以下几点:一、填充料白度的影响白色塑胶对填充料白度的要求较高,因为填充料的白度高,其所需加入的白色颜料"target="_blank">颜料(如钛白粉)的含量比例就会较小,产品的成本就会较低。
二、填充料纯度的影响填充料的纯度高,其所含杂质的量相对就少,对胶料的颜色及性能的影响就较小,后续产品生产及检验的影响也会较小。
三、填充料细度的影响填充料的细度对塑胶的影响较大,从以下几个方面予以分析:1、对填充料分散性的影响细度高的填充料其在塑胶料中能均匀分布,分散性要好,使得胶料的颜色均布性,胶料的强度、韧性、抗疲劳性等综合机械性能均得到提高。
2、对吸油值的影响填充料细度高,其比表面积就大,吸油值就会随之增大。
吸油值大,胶料吸光性就会增大,产品表面就会呈现亚面或雾面效果。
吸油什小,吸光性就小,产品表面就会呈现光亮效果。
3、对胶料生产的影响填充料的细度高,胶料生产造粒过程中的摩擦系数就会小,使得塑胶的造粒能力强,同时塑胶产品表面光滑,成型能力也会加强。
但由于分子之间的吸附力的作用,高细度的填充料之间容易发生团聚作用,反面会降低填充料的均布性以及综合机械性能。
四、填充料化学稳定性的影响塑胶填充料的化学稳定性一般是指其是否与酸碱发生反应,化学稳定性好的填充料不会与强酸或强碱反应。
塑胶的是否耐酸碱性,对其市场用途及价格有很大的影响。
五、填充料耐候性、搞老化能力的影响使用耐候性及搞老化能力强的填充料,对塑胶料的使用寿命,耐黄变、光变等能力得到提高。
六、填充料耐磨性的影响耐磨性好的填充料,其塑胶料的耐磨性及抗冲击强度也会随之加强。
七、填充剂吸油性吸树脂性的影响填料的吸油性主要影响配方体系中液体助剂的加入量,填料的吸油性越大,相应应加大液体助剂的加入量,以弥补被填料吸收而不能发挥作用的液体助剂。
橡胶参考资料2019年天然纤维填料及其对橡胶性能的影响符㊀尧㊀编译㊀㊀近年来,寻找和应用新自然资源在化工领域是一个重要的课题.这些资源往往只是副产品,拥有价格优势.自然资源的例子有木质素㊁淀粉㊁纤维素等.纤维素是自然界中最丰富的可再生生物物质材料,也是植物细胞壁的主要成分.纤维素几乎是取之不尽㊁用之不竭的高分子原料,具有优良的结构和性能.纤维素大分子是由重复DG葡萄糖链节组成的亲水性线性生物大分子,具有良好的生物降解和增强性能.纤维素的高聚合度和许多潜在的化学改性方法也使它成为化学工业和橡胶制品有吸引力的材料.然而,用于橡胶制品时,其微纤维(微米级)或晶须(纳米级)类别是首选的.纤维素纤维在橡胶共混物中具有潜在的应用潜力,主要用作填料,因为它们具有优良的环保特性,而且在橡胶复合材料中拥有多种纤维增强技术.将浆粕用于橡胶复合材料需要进行改性.用于橡胶复合材料的浆粕纤维应该是疏水性的,因此它应该具有较高的水稳定性和对橡胶基体的亲和性.这些性能可以简单通过纤维素纤维表面乙酰化来实现.乙酰化是一种最有意义的反应之一,它能将木质纤维素纤维接枝到聚合物基体上.可用硫酸做催化剂,在无溶剂体系中,将浆粕纤维在室温下用乙酸酐进行乙酰化反应.可用F T I R 光谱法研究酯化反应对浆粕结构的影响.用扫描电镜观察纤维结构变化,用接触角法测定纤维的疏水/亲水性能.浆粕纤维的酯化反应通过乙酰基取代羟基来降低其亲水性.乙酰化反应可以在均相或非均相条件进行,有没有溶剂都可以.无溶剂是首选方法,因为溶剂溶解反应物,同时降低反应速率.此外,使用溶剂使潜在技术复杂化,增加了工艺过程.如上所述,乙酰化反应很容易通过F T I R光谱法研究.可通过3300c m-1㊁1740c m-1㊁1366c m-1和1215~1230c m-1处的强吸收谱研究乙酰化浆粕.浸润性或表面能变化可以通过测量接触浸润角来测量.可以用各种液体来测定由乙酰化浆粕制成的基材的表面能.然而,这种测量并不涉及乙酰化纤维的尺寸稳定性.本文研究了三种纤维素粉体与表面相关的性能及其对填充共混胶最终性能的影响.主要目的是从橡胶共混物的硫化特性和物理机械性能的角度确定最佳填充量.填料用量范围为10~50份,并将其填充橡胶共混物的性能与未填充参考试样进行了对比.所获得的结果揭示了在实际橡胶共混物中应用所选填料的可能性.1㊀实验1.1㊀材料本研究中使用的木质纤维素是由斯洛伐克G r e e n c e l l s.r.o提供的粉状浆粕GW400F.粉末浆粕是由B u k o c e l a.s公司K r a f t浆粕纤维干法生产.浆粕的物理与化学性能:纤维素含量99.5%,湿度小于7%,视密度70g/L~90g/L,灰分(850ħ,4h)最大0.5%,颜色为白色,水抽出物p H值为6ʃ1,筛分试验(S T N E NI S O4610)>100μm最多5%.<32μm最少25%.以商标名为S K N3375的丁腈橡胶(丙烯腈含量31~35%)制备共混胶.除了加工助剂和硫化体系成分外,胶料含有三种不同含量的纤维素.填料填充量变化范围10~50份.混炼胶在实验室B r a b e n d e r密炼机上两步混炼.第一步是混炼橡胶与加工助剂和填料,第二步加入硫化剂.硫化胶拉伸强度按照现行技术标准,使用Z W I C K R O E L L/Z2.5设备,在实验室温度下以速度500m m/m i n进行测试.03第49卷㊀㊀第4期㊀㊀㊀㊀天然纤维填料及其对橡胶性能的影响1.2㊀浆粕乙酰化无溶剂,用硫酸做催化剂,在非均相条件下进行纤维与乙酸酐的乙酰化反应.制备了两批总重500g以上的样品.第一批用200g纤维素粉和600c m3乙酸酐与2c c m硫酸制备.第二批用300g纤维素粉和600c m3乙酸酐与2c c m硫酸制备.反应时间为15m i n.添加液体(乙酸酐和硫酸)的体积不足以获得粘性材料.纤维只被液相浸渍.乙酰化在室温(25ħ)下进行不同的时间,偶尔手动混合.加入3L水终止反应,产物在搅拌器中混合约2m i n.样品(A C C)在干燥器中以70ħ加压干燥至湿度为5%.1.3㊀浆粕的等离子体处理样品在C e s k eB u d e j o v i c e南波西米亚大学应用物理与技术学院的粉末等离子体设备中处理.等离子体处理采用微波低压等离子体放电,功率500W,100P a气压,O2/A r/空气混合气体流量100m/s,HMM S O蒸汽中保持90m i n.1.4㊀红外光谱采用傅里叶变换红外光谱法(F T I R)研究反应条件对浆粕纤维化学结构的影响.我们使用E x c a l i b u rF T S3000M X F T I R分光光度计获取F T I R光谱.仪器的波谱范围是7800~400c m-1.仪器按空气校准.整个测试采用A T R全衰减反射技术进行.1.5㊀接触角测量用S e e S y s t e m(配备S e e S o f t w a r e6.0程序)进行水滴接触角测量.先将产品放在双面胶带上,用沙漏压紧,在光学显微镜下检查,保证覆盖胶带的整个表面,制备样品.在样品上滴下作为试验液体的水滴.1个试样重复4次测试.由于胶带会影响测量的浸润效果,所以我们对片状试样进行了进一步测试.这些片状试样是在压力机上以恒压20M P a加压制备.试样直径为13m m.也用这种方法制备了测定水中溶胀能力的片状试样.1.6㊀溶胀动力学溶胀度是测试的下一个参数.使用的设备有电脑和p u c i.e x e程序㊁E D K93㊁4感应式尺寸传感器和放在稳定容器中的测量容器.该设备通常用于测试木材的溶胀能力.水为溶胀液体.将压制的试样置于传感器下,记录其厚度,在试样上浇注水时,每秒记录一次变化.用该程序监测厚度随时间的相对变化(%)和绝对(m m)变化.取在1000s时的溶胀值进行比较.2㊀结果与讨论不同类型浆粕的测试结果列于表1.结果表明,天然纤维素粉具有与氩等离子体处理的A R C 纤维素粉非常类似的特性.相比之下,乙酰化纤维素的所有参数都与天然纤维素不同.表1㊀各类浆粕的特性N C A C C A R C 接触角,ʎ417349相对溶胀(t=1000s),%11586130在3300c m-1处的最大吸收率0.03180.02410.0322在1730c m-1处的最大吸收率0.00470.04200.0047在1220c m-1处的最大吸收率0.01580.05890.0158图1㊀浆粕样品的F T I R光谱F T I R光谱(图1)通过乙酰的最大信号谱带特性进行评价.在3000~3500c m-1之间的吸收峰是O H键合的纤维素键.这个区域用来比较O H基是否减少,是否被乙酰基取代.3000至2800c m-1范围是饱和烃,即C H和C H2基团.在约为1650c m-1处的区域中的峰归属于吸收的水.在约1430c m-1范围内的峰属于纤维素的C H2基团.O H基除了在3000~3500c m-1范围内还包括波长为1335c m-1处的峰.C-O键在1170~1100c m-1之间,最后一个特征区域是纤维素芳香核(898c m-1)中的C=C键和环振动.乙酰基浆粕的结构变化由乙酰基的三个特征峰证实.图谱显示乙酰化后在1730(C=O)㊁1360和1220(C-H键-O(C=O)-C H中C-H键弯曲振动和乙酰基中C-O键伸展振动)波数附近13橡胶参考资料2019年发生强烈的吸附变化.由浸泡在水中的试样片测试了浆粕的溶胀动力学.为了便于比较,我们取1000s 时的溶胀值.从图2可以看出,由等离子体处理的粉末纤维素溶胀能力最大.天然纤维素值较低,乙酰化浆粕溶胀能力最小.图2㊀浆粕相对溶胀动力学图3㊀填料含量对N B R 胶料最佳硫化时间的影响从图3可以明显看出,与无填料的参考样品相比,所有含天然填料的胶料的最佳硫化时间t c 90缩短.对于纤维素(A C C )和(A R C )下降更为明显.还记录了随着A R C 用量的增加,N B R 胶料最佳硫化时间的变化.在含有天然纤维素(N C )的胶料中,最佳硫化时间随填料含量的增加而减少.加入乙酰化纤维素后N B R 硫化胶的最佳硫化时间缩短,但随着填料含量的增加,t c 90值在小范围内波动.胶料物理机械性能如图4和图5所示.与参考试样相比,N B R 硫化胶的拉伸强度随A C C 和A R C 纤维素用量的增加呈下降趋势,如表2所示.对于NB R 硫化胶,加入最多20份天然纤维素(NC )填料可获得最高的拉伸强度,30份填料的胶料拉伸强度最小.如图5所示,对于所有类型的纤维素填料拉断伸长率都随用量的增加而线性下降,只有当填图4㊀填料含量对N B R硫化胶拉伸强度的影响图5㊀填料含量对N B R 硫化胶拉断伸长率的影响料含量为10份时,拉断伸长率才比参考样品高.天然填料在N B R 基体中的均匀性较差,可能是其物理机械性能恶化的原因.3㊀结论结果表明,纤维素粉经乙酰化改性后,纤维素表面性质发了明显的变化,呈疏水性.乙酰化改性与未改性的纤维素相比明显影响溶胀能力.氩气和HM D S O 等离子体处理不引起表面能和溶胀的显著变化.研究结果表明,随着天然填料在橡胶中含量的增加,物理机械性能下降.其原因可能与天然填料的结构和纤维素(C )表面羟基有关,这些羟基倾向于形成分子内和分子间氢键,导致在橡胶基体中形成填料聚集体和团聚体,这在很大程度上导致了性能恶化.橡胶基体与填料粒子之间的弱相互作用和粘附性是天然填料在所测试橡胶体系中不能作为补强填料的另一个原因.结果表明,在纤维素含量较低的情况下(最高20份)胶料的性能较好.为了提高橡胶基体和天然填料粒子的相容性和粘附性,应开发有效的改性方法,以便更广泛地利用这些材料.参考文献:1㊀Št e f a nŠu t y 等,K .G .K .,V o l .71,N o .5(2018),26~2923。
收稿日期:2008-10-31;修回日期:2009-01-05基金项目:海南省教育厅高等学校科学研究项目(批准号:H jkj2009-14)作者简介:赵艳芳,1973年出生,副教授,主要从事高分子材料和加工方面的教学与科研工作。
E -mail:zhaoyanfang818@填料对NR /E NR 共混胶性能的影响赵艳芳 廖双泉 廖建和(海南大学材料与化工学院,儋州 571737)文 摘 研究了炭黑/无机填料对NR /E NR 共混物性能的影响。
结果表明,N660/白炭黑和N660/碳酸钙填充体系硫化胶的力学性能与相同用量下N660单用时的相当,N660/陶土填充体系硫化胶的力学性能稍差。
炭黑与无机填料并用均能使共混胶的贮能模量E ′降低,且有利于拓宽NR /ENR 减震材料的减震范围,炭黑/无机填料并用有利于改善NR /ENR 共混胶料的加工性能。
关键词 天然橡胶,环氧化天然橡胶,填料,动态力学性能,RP A 分析Effects of Four Fillers on Mechanical Pr operty andDa mping Pr operty of NR /E NR BlendsZhao Yanfang L iao Shuangquan L iao J ianhe(College of Materials and Che m ical Technol ogy,Hainan University,Danzhou 571737)Abstract The effect of carbon black inorganic fillers on the mechanical and da mp ing p r operties of NR /E NR blends was studied .The results show that the mechanical p r operties of blend vulcanizates filled with N660/silica and N660/CaCO 3are si m ilar t o those of the blend vulcanized filled with N660,and the mechanical p r operties of vulcani 2zate filled with N660/clay is poorer .D ifferent size carbon black m ixing and carbon black m ixing with inorganic filler can decrease the dyna m ic st orage modulus (E ′)and br oaden the da mp ing range of NR /E NR da mp ing material .The p r ocessibility of NR /ENR vulcanizate is i m p r oved by N660m ixing with inorganic filler .Key words Natural rubber,Epoxidized natural rubber,Filler,Dyna m ic mechanical p r operties,RP A analysis 1 前言减震橡胶用于防止或缓冲振动,广泛用于各种机动车辆、设备仪器、自动化办公设施和家用电器等。
填料对聚氨酯胶粘剂的影响
聚氨酯胶粘剂是一种常用的胶粘剂,具有优异的粘接性能和耐候性。
不同的填料可以
对聚氨酯胶粘剂的性能产生不同的影响。
第一,填料对聚氨酯胶粘剂的黏度和流动性有影响。
填料的加入可以增加胶粘剂的黏度,使其更加粘稠,从而提高胶粘剂的粘接性能。
但过多的填料加入会导致黏度过高,降
低了胶粘剂的流动性,不便于涂布和使用。
第二,填料对聚氨酯胶粘剂的强度影响较大。
一些填料具有增强作用,可以提高胶粘
剂的拉伸强度、剪切强度和抗剥离强度。
常用的增强填料有玻璃纤维、碳纤维等,它们与
聚氨酯基体有良好的相容性,可以有效地增强胶粘剂的力学性能。
填料对聚氨酯胶粘剂的耐热性和耐寒性有影响。
一些填料具有良好的耐热性,能够提
高胶粘剂的耐高温性能。
硅酸盐填料具有优异的耐热性,可以提高聚氨酯胶粘剂的耐热性。
一些填料具有良好的耐寒性,能够提高胶粘剂在低温环境下的粘接性能。
第五,填料对聚氨酯胶粘剂的成本和环境影响也有一定的影响。
一些填料价格较高,
加入后会增加胶粘剂的生产成本。
一些填料可能对环境造成污染,需要注意环保问题。
填料对聚氨酯胶粘剂的影响是多方面的。
通过选择合适的填料,可以改善聚氨酯胶粘
剂的性能,提高其适用范围和使用效果。
填料对聚氨酯胶粘剂的影响胶粘剂是一种常见的粘结材料,应用范围非常广泛。
聚氨酯胶粘剂因其优良的性能而备受青睐,它具有较高的粘接强度、耐热性和耐候性,因此在汽车、建筑、航空航天等领域被广泛应用。
而填料作为聚氨酯胶粘剂的重要组分之一,对其性能具有重要影响。
本文将着重探讨填料对聚氨酯胶粘剂性能的影响。
填料对聚氨酯胶粘剂的影响主要体现在以下几个方面:一、粘接强度:填料对聚氨酯胶粘剂的粘接强度有着显著的影响。
合理选择填料可以使聚氨酯胶粘剂获得更高的粘接强度。
一些高性能填料如纳米硅、碳纤维等具有较高的强度和硬度,能够有效增强胶粘剂的粘接强度。
填料的分散性和稳定性也会对胶粘剂的粘接强度产生影响。
良好的填料分散性可以确保其在聚氨酯树脂中均匀分布,从而增强了胶粘剂的整体性能。
而不良的填料稳定性则可能导致胶粘剂在使用过程中出现断裂或脱落的情况,降低了粘接强度。
二、流变性能:填料对聚氨酯胶粘剂的流变性能也有一定的影响。
部分填料如纳米材料、微米级钙碳酸盐等高比表面积填料的加入可以大大增加胶粘剂的黏度,从而影响了其在涂布和涂覆过程中的流变性能。
一些较粗的填料如玻璃微珠、滑石粉等也会对流变性能产生一定的影响。
在聚氨酯胶粘剂的配方设计中需要根据实际需要对填料进行选择,以获得理想的流变性能。
三、热稳定性:填料对聚氨酯胶粘剂的热稳定性也有着重要的影响。
一些高性能填料如纳米氧化锌、纳米二氧化硅等具有较高的热稳定性,可以有效提高胶粘剂的耐热性能。
而一些有机填料如木质素粉等则可能在高温下氧化分解,导致胶粘剂的性能下降。
填料的选择需要考虑到聚氨酯胶粘剂在实际应用中的温度环境,以满足不同情况下的热稳定性要求。
四、耐候性:填料对聚氨酯胶粘剂的耐候性同样具有重要影响。
一些耐候性较好的填料如纳米二氧化钛、纳米氧化铝等可以有效保护聚氨酯树脂基材免受紫外线、氧气等环境因素的侵蚀,延长了胶粘剂的使用寿命。
而一些对紫外线敏感的有机填料则可能会加速胶黏剂的老化,降低了其耐候性。
填料对胶料力学性能影响力分析GB20688.3(建筑隔震橡胶支座)中规定了支座成品的力学性能,其中压缩性能和剪切性能是建筑减隔振支座很重要的性能,决定建筑隔震支座是否合格。
这两项性能与胶料的硬度、剪切模量和阻尼比息息相关。
在工厂化生产中,多是调整填料用量满足支座产品对胶料力学性能要求,但是填料对胶料性能影响是多方面的,需要进过多次调整才能得到满足要求的胶料配方。
本文利用正交试验设计方法,研究填料N550、K770和增黏树脂2402对胶料硬度、拉伸强度、扯断伸长率、硬度、剪切模量和阻尼比的影响力,为以后设计合理的橡胶配方提供有价值的参考。
一、实验部分
1.原材料
实验原材料见表1。
2.实验仪器
实验仪器见表2。
3.配方设计
选择N550,K770,增黏树脂2402 为影响胶料性能的因素,设计正交试验,见表3。
表3不同影响因素水平表
根据表3,共需做9组试验,正交实验安排见表4
注:其他(份),NR(100)、ZnO(4)、硬脂酸(1.5)、RD(1.5)、4020(1.5)、微晶蜡(2)、机油(10)、S(1.5) 、TMTD(0.8)、DM(0.8)
4.性能测试
硬度按GB/T 531.1的规定进行。
拉伸强度和扯断伸长率按GB/T 528的规定进行,采用Ⅰ型哑铃试样,拉伸速度500±50 mm/min,初始标距为25mm。
剪切模量和阻尼比按GB/T 20688.1 的规定,试样采用橡胶型剪切试样。
二、结果与讨论
对1#~9#配方进行力学性能测试,结果见表5。
表51~9#配方力学性能测试结果
1.三种填料对胶料硬度影响
三种填料对胶料硬度影响极差分析见表6。
极差反映出各个因素对胶料某种性能的影响能力,极差越大,说明影响力越大。
从表6可以看出:对胶料硬度影响主次顺序为N550、增黏树脂2402、K770。
硬度是表征橡胶材料刚性的指标,表示一定形变所需要的力,与建筑间隔震橡胶支座的压缩性能息息相关。
N550属于补强性填料,粒径小,活性大,因此对胶料硬度影响力最大;增黏树脂2402属于酚醛树脂,它能促进硫化胶三维网络结构形成,能有效增加抵抗一定形变所需力值,因此对胶料硬度影响力居中;K770属于半补强性填料,粒径中等,活性稍弱,因此对胶料硬度影响力最弱。
2.三种填料对胶料拉伸强度影响
三种填料对拉伸强度影响极差分析见表7。
从表7可以看出:对胶料拉伸强度的影响主次顺序为N550、K770、增黏树脂2402。
众所周知,补强能力大小是影响胶料拉伸强度的重要因素之一。
炭黑是橡胶材料主要的
补强剂,因此对胶料拉伸强度影响力最大;K770是一种纳米高岭土,主要做橡胶材料的填充剂,补强作用稍弱,因此对胶料拉伸强度影响力居中;增黏树脂2402是一种增粘剂,无补强作用,加入后一定程度上降低了橡胶材料的拉伸强度,因此对胶料硬度影响力最弱。
3.三种填料对胶料扯断伸长率影响
三种填料对胶料扯断伸长率影响极差分析见表8。
从表8中可以看出,对胶料扯断伸长率影响主次顺序为N550、增黏树脂2402、K770。
扯断伸长率与拉伸强度有一定的相关性,只有较高的拉伸强度,才能保证在受力过程中,大分子链不被扯断,保持较高的伸长率,但是当拉伸强度高的一定程度后,扯断伸长率会下降,尤其是在硬度较高的情况下。
因此对扯断伸长率的影响是复杂的。
因此本实验中,对胶料拉伸强度和扯断伸长率影响主次顺序不相同,在实际大生产中,必须根据小试的结果进行配方调整。
4.三种填料对剪切模量影响分析
三种填料对胶料剪切模量影响极差分析见表9。
从表9可以看出:对胶料剪切模量的影响主次顺序为增黏树脂2402、K770、N550。
剪切模量是材料在剪切应力作用下,在弹性变形比例极限范围内,切应力与切应变的比值。
它表征材料抵抗切应变的能力。
加入增黏树脂2402后,促进硫化胶三维网络结构形成,抵抗切应变能力增加,因此对胶料剪切模量影响力最大;K770属于人工合成层状硅酸盐结构,受到剪切应力时,与橡胶结合部位易于滑动,因此对胶料剪切模量的影响力居中;N550与橡胶大分子间形成结合橡胶,结合强度大,不易滑动,因此对胶料剪切模量影响力最弱。
5.三种填料对阻尼比影响分析
三种填料对胶料阻尼比影响极差分析见表10。
表10三种填料对胶料阻尼比影响极差分析表
从表10中可以看出,对胶料阻尼比影响主次顺序为2402、K770、N550。
阻尼比是无单位量纲,表示结构在受激振后振动的衰减形式,它是表征建筑隔震支座是否具有减震能力的指标。
胶料的阻尼比越大则材料在受到激振后能将震动能量尽快消耗。
2402是一种增黏树脂,可以增加胶料的滞后性,所以对阻尼比的影响最大。
K770对橡胶材料阻尼性能的影响有两个方面:一是导致材料的自由体积变大,产生稀释效应,从而降低胶料的阻尼性能;二橡胶材料受外力作用发生变形时,层间会发生取向,从而使填料与橡胶之间产生摩擦,增大阻尼;这两种作用的强弱取决于其用量的多少,在本实验用量范围内,K770能增大胶料阻尼性能,对胶料阻尼比影响力居中;N550由于粒径小,活性高,对胶料阻尼比影响力最弱。
三、结论
(1)三种填料对胶料的各项物理性能均有影响,但是对胶料各项物理性能影响能力不同。
(2)N550对胶料的硬度、拉伸强度和扯断伸长率有较大影响。
(3)K770是一种对胶料力学性能影响胶小的填料。
(4)当2402用量<5份时,对胶料的硬度,强度,影响较小,但是对胶料的剪切模量和阻尼比有较大的影响。