橡膠的補強與填充體系
發布時間：2015-01-09 13:34:03 人瀏覽
來源： 橡膠技術網
內容與要求∶
1．了解炭黑的制造、分類與命名
2．掌握炭黑的構成
3．掌握炭黑的物理性質及炭黑的粒徑、比表面積、結構性的常用測試方法
4．了解炭黑的化學性質
5．掌握炭黑對橡膠的補強規律及對膠料工藝性能的影響
6．深入了解炭黑對橡膠的補強機理
7．掌握白炭黑對橡膠的補強
8．了解短纖維對橡膠的補強
9．掌握礦質填料的表面活化及偶聯劑的偶聯機理
主要參考資料∶
1．橡膠化學與物理，朱敏主編
2．Scienceand Technology of Rubber
3．橡膠工業手冊，第二分冊
4．炭黑對橡膠的補強，何立中編
5．無機填料對橡膠的補強，何立中編
6．炭黑，[法]J．B．道奈著，王夢蛟譯
7．彈性體的力學改性，朱玉俊編
一．名詞解釋∶
1．補強劑 2．填充劑 3．硬質炭黑 4．軟質炭黑 5 ．吸留橡膠 6．結合橡膠 7．偶聯劑 8．短纖維
9．炭黑 10．炭黑的一次結構 11．炭黑的二次結構
二．填空∶
1． 爐法炭黑的表面粗糙度比槽法炭黑_______，其表面含氧基團比槽法炭黑______，呈____性，會使膠料的焦燒時間_____。
2． 炭黑的結構度越高，形成的包容橡膠越_______，膠料的粘度越____，壓出性能_______，混煉的吃粉速度_______，在膠料中的分散性越_______。
3． 根據制法不同，白炭黑分為_______白炭黑和_______白炭黑；測定表明，白炭黑表面只有_______基存在。
4． 因為白炭黑表面的吸附作用強，所以用白炭黑作補強劑時，常添加_______以改善其補強性能。
5． 吸留橡膠生成量的多少與炭黑的_______有關，而混煉時結合橡膠生成量的多少與炭黑的_______有關。
6． 炭黑的粒徑越小，混煉的吃粉速度越_______，在膠料中的分散性越_______；炭黑的粒徑越_______，粒徑分布越_______，對橡膠的補強性越高。
7． 膠料中填充炭黑會使其電阻率下降,炭黑的粒徑越____、結構度越_____、表面揮發分_____、炭黑用量_____,電阻率越低。
三．問答題∶
1．炭黑有幾種制法?各種制法各有何特點?
2．炭黑的ASTM標準分類法是怎樣的?該方法有什么優缺點?
3．炭黑聚集體是怎么形成的?
4．炭黑的粒徑大小有哪幾種表示方法?舉出爐法炭黑、槽法炭黑、熱裂法炭黑中各一個牌號的炭黑，用圖解法說明粒徑及其分布
5．炭黑聚集體的形態與炭黑結構程度高低有什么關系?
6．炭黑聚集體表面有什么基團?炭黑的PH值與表面基團有什么關系?
7．炭黑的粒徑、結構度、表面含氧基團怎樣測定?工業上常用的方法有幾種?這些工業方法各有何優缺點?有什么更恰當的方法可以代替它們?
8．什么是結合橡膠?結合橡膠形成的途徑有哪些?哪些因素影響結合橡膠的生成量?
9．計算炭黑表面有多少克結合橡膠?炭黑的結構孔隙中包容多少克吸留橡膠?有多少克橡膠處于玻璃態或亞玻璃態?
條件如下∶
35克HAF加到100克NR中，NR比重為0.92g/cm3，HAF比重為1.84g/cm3，HAF比表面積為76m2/g，DBP吸油值為140ml/100g，結合橡膠平均厚度為40埃。
10．什么是炭黑的表面粗糙度?表面粗糙度是怎么形成的?粗糙度影響橡膠的哪些性能?
11．炭黑的粒徑、結構度、表面活性及表面含氧基團對膠料的混煉、加工工藝性能和焦燒性有何影響?
12．炭黑的基本性質對硫化膠的拉伸強度、定伸應力、扯斷伸長率、耐磨性有何影響?
13．在配制導電膠料時應選用何種炭黑?為什么?
14．白炭黑分為幾類?各有何特點?白炭黑表面有什么基團?氣相法白炭黑和沉淀法白炭黑結構上有什么不同?
15．干法白炭黑的粒徑大小和硬質炭黑相近，為何其補強性較差?
16．何謂短纖維?從材質上講，一般有哪些種類短纖維?
17．分析下列化合物中哪一種可能在表面含羥基的白炭黑與二烯烴橡膠之間起偶聯劑的作用?哪些能起到對堿性無機填料與二烯烴橡膠之間的偶聯作用?
①CH2=CH-(CH2)15-COOH ②CH3-CH2-(CH2)15-CH2OH
③CH3-(CH2)15-CH=CH2 ④CH2=CH-CH2-Si-(OCH3)3
18．炭黑在橡膠中為何有最大填充量?若實際用量超過該最大值后會怎樣?
19．計算HAF在BR中的最大填充量∶
條件∶①HAF的DBP吸油值為120ml/100g，比表面積為76m2/g，結合橡膠厚度為45埃(并假設是平面的)，比重1.86g/cm3，②BR比重為0.92g/cm3。
20．根據用途選擇一種填料∶
①制造礦山地區砂石路面上使用的載重車胎面膠
HAF-HS SRF HAF MT 沉淀法碳酸鈣 陶土
②某膠硫化速度快，要求選一種對硫化速度有減緩作用的補強劑
ISAF HAF EPC FEF FT
③藥用瓶子的瓶塞
CaCO3 SRF BaSO4
④乙丙橡膠與天然橡膠并用做白色胎側膠
白炭黑 沉淀法CaCO3 GPF 陶土
21．用大分子滑動理論解釋炭黑對橡膠的補強作用
22．①最常用的表征填料對橡膠補強作用大小的指標是什么?怎樣測定和計算?
②分析Canneen和Russell方程中a的意義
23．寫出下列縮寫和名稱的英文全名∶
SAF ISAF EPC MPC FEF GPF MT HAF SRF SAF-HS SAF-LS 白炭黑 碳酸鈣 聚集體 凝聚體 結合膠 吸留膠 隧道效應 偶聯劑 應力軟化 短纖維 硅烷偶聯劑
24．通常所說的硬質炭黑和軟質炭黑各包括哪些品種，有何特點?
25．可用哪些方法來提高白色填料的補強性?
轉自：橡膠技術網，橡膠行業門戶網站！
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