4补强与填充剂

补强与填充剂

1、基本概念

补强剂：指能提高橡胶制品物理机械性能的填料。

填充剂：指能增加橡胶制品的容积，降低含胶率，降低成本的填料。

2、填料的分类

按作用分：补强剂、填充剂

按颜色分：黑色填料、非黑色填料

按来源分：有机填料、无机填料

按形状分：粒状填料、树脂填料、纤维填料

第一节炭黑的品种和分类

炭黑品种有40多种。

按作用分：硬质炭黑（粒径40nm以下，补强性高）；软质炭黑（粒径40nm以上，补强性低）。按制法分：槽法炭黑、炉法炭黑、热裂法炭黑、新工艺炭黑

一、接触法炭黑（槽黑，呈酸性，补强性大，属硬质炭黑）

以冷却的金属成非金属为接触面，从原料气的火焰中将烟气冷却收集而成。

主要品种：

（1）天然气槽黑（以天然气为原料）PH较低。

易混槽黑EPC，ASTM标号为S300

可混槽黑MPC，ASTM标号为S301

（2）混气炭黑

（3）辊筒炭黑

（4）导电槽法炭黑CC，粒子粗，电阻很小。

基本性质：

（1）粒子较细（粒径范围30nm左右，）对NR的补强作用大，强伸性能、抗撕裂性能和抗割性能好，

（2）含氧量高（带有较多的含氧基团）呈酸性，迟延硫化作用，因酸性助剂对促进剂有吸附作用，

（3）主要用于NR中，制胎胎面胶，合成胶中少用。

二、油基炉法炭黑（碱性，具高补强性，硬质炭黑）

也称油炉黑或炉黑，是以原料油为原料。在特制的炉中进行燃烧，然后将烟气经喷水冷却而得，（因吸收了水中的盐类，呈碱性）

主要品种：

（1）超耐磨炭黑SAF（supper abrasion furnace black），ASTM标号为N110 粒子细，补强效果好，但不易分散，工艺性能差。

（2）中超耐磨炉黑ISAF（Intermediate super abrasion furnace black），ASTM标号为N220

高结构中超耐磨炉黑HS-ISAF，ASTM标号为N242

低结构中超耐磨炉黑LS-ISAF，ASTM标号为N219

（3）高耐磨炉黑HAF（High abrasion furnace black），ASTM标号为N330 高结构高耐磨炉黑HS-HAF，ASTM标号为N347

低结构高耐磨炉黑LS-HAF，ASTM标号为N326

基本性质

①粒子细，为高补强性的硬度炭黑，

②对合成橡胶很适用（对NR也适用）

③含水量氧量少，呈碱性，起促进硫化的作用

④广泛用于要求耐磨性好的制品，如轮胎胎面胶

三、气基炉法炭黑（瓦斯炉法炭黑，补强性小，称为软质炭黑）

以天然气及一定比例空气在炉内进行不完全燃烧而得。

1.快压出炉黑FEF（Fast Extruding Furnace black），ASTM标号为N550

粒子较前面粗，有别于混炼压出工艺，用于内胎胶

2.细粒子炉黑FF（Fine Furnace black），ASTM标号为N440

结构性较低，能提高胶料的弹性和耐屈挠性。

3.通用炉黑GPF（General purpose furnace black），ASTM标号为N660

粒子较大，兼有加工性能好，高定伸，高弹性、生热小等特点。

4.高定伸炉黑HMF（High modulus furnace black），ASTM标号为N601

提高胶料的定伸应力，补强性高于SRF，但低于GPF

5.半补强炉黑SRF（Semi-reinforcing furnace black），ASTM标号为N754（低结构）、N765（高结构）

粒子较大，加工生热小，赋予硫化胶料弹性高、伸长率大，耐屈挠性以及粘着性能好。用于内胎、胶管时，填充量可大些。

四、热裂法和其它类型炭黑（软质炭黑，基本无补强作用）

1.细粒子热裂法炉黑FT（Fine thermal black），ASTM标号为N880

适用于NR及合成胶中，常用于内胎。

2.中粒子热裂法炉黑MT（Medium thermal black），ASTM标号为N990

适用于NR及合成胶中，多用于模压制品，特别适用于耐油制品。

以上两种粒径较大，几乎无补强作用，多作为廉价的填料使用，适用于压出制品及机械强度要求不高的制品。

3.导电炉黑CF（Conductive furnace black），ASTM标号为N293

4.乙炔炭黑ACET（Acetylene black）

粒径中等，为所有炭黑中结构性最高。

5.新工艺炭黑

以炉法生产为基础，经改善工艺性能而制得。

多用炉黑MPF（Multi-purpose furnace black）

全用炉黑APF（All-purpose furnace black）

超易操作炉黑SPF（Super processing furnace black）。

特点为粒径小，粒径分布窄，表面光滑，加工工艺性能好，补强轮胎侧内胎及其他工业制品。

例题分析：在配制合成胶胎面时应选用何种炭黑，为什么？

（1）胎面胶要求：机械强度高、耐磨性好，弹性好，有一定的耐热、耐老化性，合成胶自补强性差，应选用补强性大的炭黑（硬质炭黑），炉黑中SAF粒子太细，不易分散，加工性能不好，而ISAF、HAF料合适，槽黑对合成胶补强性不大。

（2）若是NR胎面，由于槽里MPC、EPC补强性大，帮可选EPC、MPC、ISAF、HAF、SAF。

（3）若NR/合成胶并用，且以NR为主，则利用槽炉黑并用

（4）若合成胶/NR并用，且以合成胶为主，则选用炉黑。