Page 39 - 《橡塑智造与节能环保》2022年8期

节能环保新技术与产品

进剂、活性剂三者协同作用使胶料达到充分硫化,并具 其使用寿命，除了对橡胶制品的使用、维护保养外，
有一定的物理机械性能。 通常在橡胶的配合加工时都要相应加入防护剂，这类
橡胶的补强填充体系实质上就是一种填充剂,而 防护剂称为防老剂。防护体系在配方中的主要功能是
填充剂分为补强填充剂和惰性填充剂。补强填充剂能 防止橡胶制品在储在储存、使用过程中受光、热、空
提高橡胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、核量、 气中氧气作用产生降解,或进一步交联、硬化等老化现
抗溶胀性等性能，也称为补强剂;情性填充剂称为增容 象。其主要品种有各种胺类和取代酚。
剂,仅仅是为了节约生胶降低成本、改善加工工艺,而又 加工助剂是在橡胶各个加工环节中起辅助加工，
不明显影响橡胶制品性能的行为而加入的,也称为填充 并排除加工过程中所遇到困难的专用助剂。包括各种
剂。填充补强剂是橡胶中最大品种的配合剂其种类非 操作油、塑解剂、均匀剂、分散剂等。在配方中的功
常多。由于填充补强剂表面性质不同对橡胶的活性也 能主要是增加胶料易加工性、降低能耗,促进润滑剂、
不同可以按照表面特性分为亲水性填充补强剂(如碳酸 增黏剂性、调节硫化胶硬度等作用。例如各种石油系
盐、陶土、氧化锌等,它们的特性与生胶不同不容易被 软化剂、合成酯类增加胶料流动基酚醛树脂类、芳香
橡胶润湿)和疏水性填充补强剂(如各种炭黑，表面性 二硫化物、五氯硫酚等皂素、石油树脂烷基酚醛树脂
质与橡胶相近容易与橡胶混炼)。按照来源分为有机填 类、芳香二硫化物、五氯硫酚等。例如塑解剂是指通
充补强剂(如炭黑、软木粉、木质素、媒粉、树脂等) 过化学作用来增强生胶的塑炼效果、缩短塑炼时间的
和无机填充补强剂(如陶土、碳酸钙、硅铝炭黑等)按 物质。天然橡胶和不饱和合成胶在开炼机或密炼机上
照形状分为机状填充补强剂(如炭照及绝大多数无机境 进行塑炼时加入，可以提高塑炼效率;软化剂可分为化
料)和纤维状填充补强剂(如石棉、短纤维、碳纤维、 学软化剂和物理软化剂。
金属晶须等)。补强剂包括各种类型的炭黑、白炭黑, 黏合体系其功能是增加橡胶与骨架材料如钢丝
在胶料中起补强作用,可使胶料拉伸强度、定伸应力、 帘线、纤维、织物之间的黏合,如间苯二酚甲醛白炭
硬度等力学性能得到明显的提升;填充剂如陶土、碳酸 黑体系、钴盐体系、间苯二酚乙醛树脂(RE)体系或间
钙、硅粉等在胶料中主要是起填充、降低成本的作用, 苯二酚甲醛树脂与钴盐并用体系等。橡胶之间的粘合
对物理机械性能贡献较小。 是由于橡胶大分子链在粘合面之间互相扩散、渗透进
白炭黑为高度分散状的无定形粉末或絮状粉末,具 而发生化学交联的结果。当两粘合表面互相接触时，
有很高的电绝缘性、多孔性和吸水性。其原始颗粒粒 由于分子链和链段的互相扩散和渗透，使粘合体系之
径小于3µm,故比表面积大。胎面使用特殊的聚合物和 间的界面消失而融成一体。两种橡胶之间的极性差别
白炭黑/硅烷体系,可以获得高湿路面牵引性能和湿路面 愈小，相溶性愈好二者之间粘合越容易，粘合强度也
刹车性能,并降低滚动阻力。在欧洲的原配轿车轮胎市 愈高。相反，对于极性差别较大的两种橡胶之间，要
场,胎面采用白炭黑/硅烷填充体系的轮胎已经达80%以 获得较高的粘合力，相对来说比较困难。例如丁腈橡
上。现代冬季轮胎性能的大幅度提高也主要依赖在胎 胶与天然橡胶之间的粘合效果就比较差。另外，其他
面胶中采用白炭黑/硅烷体系。专用高分散性白炭黑配 条件相同时，聚合物大分子链的柔顺性越大，在粘合
合高结构细粒子炭黑用于载重汽车轮胎,可以降低滚动 两相界面之间两种分子的相互扩散越容易，越有利于
阻力,同时可保持耐磨性能。 提高粘合效果。分子链中无侧链存在时，也有利于粘
各种高分子材料虽然都有着各自优异的特性,但也 合。大分子链上存在短侧链，如乙烯基、苯基、甲基
有着共同的缺点,即有着一定的使用期限,原因就是它们 等会降低粘合性能。例如丁苯橡胶对任何粘合物的粘
都会在不同程度上发生老化。橡胶制品在加工、贮存 合强度均不高。且分子中苯乙烯含量愈高，粘合性能
和使用的过程中,由于受内、外因素的综合作用使性能 愈差。同理、具有交联结构的橡胶因分子不能向被粘
逐渐下降,以至于最后丧失使用价值,这种现象称为橡 物中扩散渗透，因而不能发生粘合作用，硫化胶本身
胶橡胶的老化。橡胶在老化过程中是以降解为主还是 不具有粘合力就是这个原因。
以结构化为主，主要取决于橡胶自身的结构和外界条 橡胶配方其他组分如着色剂、偶联剂、防静电
件这两个方面的因素。为了防止橡胶老化变质，延长 剂、发泡剂、溶剂等。高结构炭黑、纳米结构炭黑、

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