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橡胶产品内粉体填料的要求与用量


橡胶工业会大量使用填料作为配合剂,其用量仅次于橡胶的耗用量。橡胶采用补强填料,除了可以提高橡胶制品的强度之外,还可以改善胶料的加工性能。同时,可赋予制品良好的耐撕裂、耐磨耗、耐寒、耐热、耐油等多种性能,并延长制品的使用寿命。橡胶采用非补强填料,主要起到填充增容的效果,部分会起到脱模、隔离、着色的效果。

橡胶产品对填料的要求

(一)一般要求

① 补强填料粒子的表面要有较强的化学活性,可以和橡胶产生良好的结合,改善硫化胶的耐老性能、力学性能、粘合性能。非补强填料粒子的表面呈化学惰性,不会与橡胶产生化学结合,也不会对硫化胶的耐候性、耐水性、耐酸碱性以及力学性能产生影响。

② 具有较高的化学纯度、均匀的细度,对橡胶起到良好的分散性与湿润性。

③ 无毒、无臭、无味,不易挥发,有较好的贮存稳定性。

④ 用于白色、浅色、彩色橡胶制品的填料要求无污染、不变色。

⑤ 价廉易得。

(二)性能要求

① 细度:

通常来说,补强填料颗粒越细,比表面积越大,和橡胶的接触面积也就越大,补强效果越好。而非补强填料颗粒越细,加入橡胶后的提炼效果也就越好。

但是,前提是必须均匀分散。如果分散不均匀,即便颗粒很细,混炼的效果也不会理想。

② 颗粒形状与晶型:

填料的颗粒形状以球形较好,针形或是片状的填料在硫化胶拉伸时容易产生定向排列,导致永久变形增大,抗撕裂性能则会降低。

其中,结晶型填料还分为等轴结晶与异轴结晶两种。同轴结晶的xyz三轴相似,各向同性;异轴结晶的xyz三轴存在显著的差异。

非金属矿物填料常用异轴结晶系,而要求耐撕裂性能与耐磨性能好的橡胶制品,则不宜添加异轴结晶系物质作为补强填料。

③ 表面性质:

粉体填料混入橡胶,粒子被橡胶分子包围,粒子表面被橡胶湿润的程度对补强效果有着极大的影响。不易湿润的粒子在橡胶中不易分散,容易结团,降低填料的补强效果。

针对这种情况,可以添加某些有助于增加湿润的物质加以改善。

填料在橡胶产品中的用量

在橡胶产品中,相比于天然橡胶和合成橡胶(生胶),填料的用量是第二大原材料。在产品配方中,如果生胶的用量是100,补强填料的用量约是50,非补强填料的用量约是25,当然这是对各类橡胶产品总和而言的。如果具体到每一种产品,有些填料的用量甚至超过橡胶,有些则低于总和平均量。

在各类橡胶产品中大量使用补强填料与非补强填料,不同产品使用的填料类型与品种不同,其用量相差很大。实际使用时应依据橡胶制品的性能要求调整配方,选择胶种,添加补强填料改善力学性能,添加非补强填料改善加工性能,降低生产成本。通过调整防护体系与硫化体系优化配方是生产优质橡胶制品的基础。



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