炭黑的结构性指炭黑粒子连接成长链并熔结在一起而成为三度空间的聚集倾向,这种聚集体是在制造过程中由粒子与粒子间熔合在一起的,这些聚集体(一次结构)也可形成疏松的缔合物或称“二次结构”,其*破坏,故称暂时结构。测定炭黑结构通常是用单位重量炭黑中聚集体之间空隙总体积来评价,即测定填充这一空隙所需要的DBP的体积数,此即炭黑的DBP吸收值。DBP值越高,说明炭黑结构越高,胶料的粘度、定伸应力及硬度就会增加,加工性能改善。
吸水性很多产品并不需要测试的,这里研究的炭黑吸水性是炭黑对氯丁橡胶吸水性能的影响。长期在水中使用的氯丁橡胶的耐水性能对其电绝缘性能及物理机械性能有着显著影响,而其耐水性能与配合剂有着密切的关系。炭黑自身的化合水很少,主要是吸附水,在水中浸泡过程中水份逐渐吸附于炭黑颗粒表面及内部空洞,随着时间的延长,炭黑的吸附水量逐渐增多。随着炭黑份数的增大,氯丁橡胶的吸水增重率增加,耐水性能下降,喷雾炭黑,由此可见炭黑对氯丁橡胶的吸水性能有着不利的影响。
炭黑补强机理可以分为物理吸附和化学结合。物理吸附可以解释为①、橡胶分子链吸附在填料粒子表面,形成了取向排列的二维状态所致,提高了机械强度②、由于吸附在应力作用下,炭黑粒子表面吸附的链段能够发生滑动现象,促使应力重新分布,提高了橡胶断裂强度。
近半个世纪以来,人们对炭黑补强机理曾进行了广泛的讨论提出了多种补强学说。其中就有:容积效应、弱键和强键学说、Bueche的炭黑粒子与橡胶链的有限伸长学说、壳层模型理论与橡胶大分子链滑动学说。
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