在混煉過程中,橡膠大分子鏈會與活性填料,如炭黑粒子表面產(chǎn)生化學(xué)的和物理的牢固結(jié)合作用,使一部分橡膠結(jié)合在炭黑粒子表面不能再被有機溶劑溶解,稱為炭黑凝膠,又叫結(jié)合橡膠;
結(jié)合橡膠的生成非常有助于混煉過程中炭黑附聚體的破碎和均勻分散,但在耐熱輸送帶覆蓋膠混煉過程的初期,即炭黑一橡膠團塊破碎分散以前,過早地生成過多的結(jié)合橡膠硬膜,包覆在炭黑顆粒表面,反而不利于炭黑顆粒的進一步破碎分散,故對于不飽和度較高的二烯烴類橡膠,尤其是天然橡膠,在混煉過程初期應(yīng)嚴格控制混煉溫度,避免過高,以使炭黑一橡膠之間只發(fā)生有限的結(jié)合,待炭黑附聚體破碎分散后即混煉過程的后期再提高溫度,以生成更多的結(jié)合橡膠,保證補強效果,但對于丁基橡膠和乙丙橡膠等低不飽和度的或飽和的橡膠,則必須在混煉開始階段就采用較高的混煉溫度才能保證足量的結(jié)合橡膠生成,以利于提高炭黑混合速度和硫化膠性能,另外結(jié)合橡膠的生成又起著一種溶劑化隔離作用,防止已分散的炭黑顆粒的再聚結(jié),有助于混煉膠質(zhì)量的穩(wěn)定;
而配合劑在橡膠中均勻分散是取得性能優(yōu)良、質(zhì)地均勻制品的關(guān)鍵,粒狀配合劑均勻、穩(wěn)定地分散于膠料中,為了達到這一目的,粒子表面與橡膠的接觸面上就應(yīng)具有必要的表面活性,才能被工業(yè)運輸帶覆蓋橡膠所濕潤與結(jié)合;
但工業(yè)橡膠帶制品中所用的配合劑種類繁多,其表面性質(zhì)差別很大,按其表面性質(zhì)不同可將配合劑分為兩類:一類為親水性的,如碳酸鈣、氧化鋅、硫酸鋇和陶土等,這類配合劑粒子表面不易為橡膠所濕潤,混煉時難以在橡膠中分散,另一類為疏水性的,如各種炭黑等,這類配合劑粒子的表面性質(zhì)與橡膠相近,容易被橡膠所濕潤;
另外膠帶的表面活性劑是具有兩性分子結(jié)構(gòu)的有機化合物,能增加其表面對橡膠的親和性,使之在橡膠中易于混合與分散,表面活性劑又是一種良好的穩(wěn)定劑,能穩(wěn)定細粒狀配合劑在膠料中的分散狀態(tài),使膠料的混煉質(zhì)量穩(wěn)定,否則在某些條件下混煉膠的混合狀態(tài)和質(zhì)量性能會因分散相粒子重新聚結(jié)而下降,當然又因為橡膠的黏度很高,這種變化的速度很緩慢,當重型橡膠帶的黏度因溫度升高或其他原因而降低到一定程度時,其內(nèi)部炭黑粒子的再聚結(jié)速度會加劇,例如花紋輸送帶除掉了硬脂酸的膠料在進行硫化時,其內(nèi)部的氧化鋅會重新結(jié)聚成顆粒,從而使得硫化膠性能下降,水泥廠專用尼龍橡膠帶在工作過程中,其氧化鋅等配合劑的結(jié)聚已可以證明是外凸花紋溝發(fā)生裂口的原因;
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