輪胎橡膠常用無(wú)機(jī)填料
輪胎是橡膠領(lǐng)域中的主要分支之一,橡膠填料是輪胎橡膠組合物中最重要的配合材料。目前,輪胎橡膠常用的功能填料有以下幾種:
1、炭黑
炭黑是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品,大約有70%的炭黑用于輪胎工業(yè),其不僅能提高制品的強(qiáng)度,而且能該改善加工性能,并賦予制品耐磨耗、耐撕裂、耐熱、耐寒、耐油及某些特殊性能,使制品的使用壽命延長(zhǎng)。
2、白炭黑
因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)特性,在輪胎工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,其范圍包括載重輪胎、轎車(chē)輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎等;按簾布材料又分為全鋼、半鋼和纖維簾布輪胎,使用部位包括胎面、帶束層、胎側(cè)以及鋼絲粘合膠等。白炭黑帶有表面羥基和吸附水,通常需要進(jìn)行表面改性才能應(yīng)用于橡膠領(lǐng)域,與白炭黑聯(lián)合使用的改性劑中最常用的是硅烷偶聯(lián)劑,其水解后形成的羥基與白炭黑表面活性基團(tuán)反應(yīng)形成氫鍵,進(jìn)而縮合成共價(jià)鍵,使得硅烷偶聯(lián)劑與白炭黑穩(wěn)固結(jié)合。
3、伊利石
伊利石是一種生態(tài)環(huán)保,成本低的天然無(wú)機(jī)材料,特別是“伊石特”功能新材料,其用在橡膠輪胎里有利于膠料與骨架材料的粘合,改進(jìn)生產(chǎn)工藝性,可明顯提高制品的回彈性,降低壓縮永久變形、防老化、耐熱性好,明顯延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命,補(bǔ)強(qiáng)性突出、 分散性好,混煉生熱低,更有利于調(diào)整產(chǎn)品光澤度、能夠和橡膠形成較長(zhǎng)的分子鏈,提高伸長(zhǎng)率、耐屈撓疲勞性、耐撕裂性、可降低混煉膠的門(mén)尼粘度,提高膠料的擠出和模壓流動(dòng)性能,可以部分或完全替代現(xiàn)有輪胎中的部分填料。
伊利石礦山圖
4、碳酸鈣
用于輪胎的碳酸鈣主要是超細(xì)活性碳酸鈣,指在制造碳酸鈣的過(guò)程中加入適量的活性劑使其覆蓋于粒子表面,以增加碳酸鈣的活性?;钚蕴妓徕}的補(bǔ)強(qiáng)性能比輕質(zhì)碳酸鈣大,可作為白色制品的補(bǔ)強(qiáng)劑及填充劑使用。其補(bǔ)強(qiáng)性能隨粒子大小而異,粒徑在1μm以下,補(bǔ)強(qiáng)作用較強(qiáng)。由于超細(xì)活性碳酸鈣粒子表面包覆有活性覆蓋層,因此與橡膠的親和性好,混煉時(shí)易分散,膠料生熱低、扯斷永久變形小、彈性好、具有一定的補(bǔ)強(qiáng)性,常用于替代半補(bǔ)強(qiáng)炭黑或部分替代其他炭黑,用于農(nóng)業(yè)輪胎和輕型載重輪胎簾布膠,載重輪胎內(nèi)層膠,汽車(chē)輪胎內(nèi)胎膠、墊帶膠和白胎側(cè)膠,尤其是力車(chē)輪胎內(nèi)胎和外胎膠中,以改善膠料的工藝性能和某些物理性能。
5、蒙脫土
蒙脫土(MMT)是層狀硅酸鹽,通過(guò)有機(jī)化改性填充到天然膠中,可明顯增加NR的撕裂強(qiáng)度和硬度。在填充份數(shù)不大時(shí),綜合性能優(yōu)于白炭黑,是可以代替白炭黑的廉價(jià)天然無(wú)機(jī)填料。
6、硫酸鋇
硫酸鋇在橡膠中主要用做惰性填充劑或著色劑,制得的硫化膠具有壓縮變形小和柔軟性大等特點(diǎn),可賦予制品耐酸性,故在耐酸制品中常作為特性填充劑來(lái)配用。目前在輪胎胎圈中用的鋼絲大都要進(jìn)行酸處理,以除去表面油污,提高與膠料的黏合力,所以鋼絲膠中有必要使用一定量的硫酸鋇,以增強(qiáng)其耐酸性。目前使用活性硫酸鋇,膠料一般性能與使用沉淀硫酸鋇的膠料相近,但鋼絲抽出力明顯提高,擠出工藝性能優(yōu)良,胎圈噴霜現(xiàn)象明顯減輕,成品耐久性能正常,且活性硫酸鋇的價(jià)格比沉淀硫酸鋇低,可提高經(jīng)濟(jì)效益。
7、硫酸鈣
目前,硫酸鈣主要以硫酸鈣晶須的形式用于橡膠改性,硫酸鈣晶須原料易得,價(jià)格低廉,能有效地降低成本,因而硫酸鈣晶須改性橡膠性價(jià)比高,且特別適于用作高性能大中型載重輪胎胎側(cè)壁膠料,可以有效改善輪胎的耐環(huán)境應(yīng)力性能,使輪胎不易開(kāi)裂。
8、石墨
由于石墨的傳熱性較高,摩擦系數(shù)較低,所以其在異戊二烯橡膠硫化膠中的生熱較小。這保證了膠料具有較好的耐疲勞性能。而異戊二烯橡膠具有良好的物理機(jī)械性能,廣泛應(yīng)用于輪胎的胎面膠、胎體膠及胎側(cè)膠,因此,石墨填充異戊二烯橡膠作為輪胎橡膠使用時(shí)可以普遍提高輪胎制品的耐疲勞性能。
9、其他填料
目前,對(duì)于除傳統(tǒng)填料外的其他橡膠填料的研究主要集中在環(huán)境友好性的物質(zhì),如淀粉、纖維素、木質(zhì)素;功能性物質(zhì),如磁粉、甲基丙烯酸金屬鹽;廢物再利用物質(zhì),如膠粉等。
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