Perché i prodotti in gomma utilizzano polvere di corindone bianco e polvere di allumina fusa?
L’industria della gomma utilizza un gran numero di riempitivi come agenti di compounding e il suo consumo è secondo solo a quello della gomma. I riempitivi rinforzanti sono utilizzati nella gomma, che non solo possono migliorare la resistenza dei prodotti in gomma, ma anche migliorare le prestazioni di lavorazione dei materiali in gomma e conferire ai prodotti una buona resistenza all’usura, resistenza allo strappo, resistenza al calore, resistenza al freddo, resistenza all’olio e altre proprietà, che possono prolungare la vita utile del prodotto. I riempitivi non rinforzanti sono utilizzati nella gomma, principalmente per il riempimento e la compatibilizzazione e alcune varietà hanno anche le funzioni di isolamento, distacco dallo stampo o colorazione.
1. Requisiti generali per i riempitivi nei prodotti in gomma
(1) La superficie delle particelle di riempimento di rinforzo deve avere una forte attività chimica, che può produrre una buona combinazione con la gomma e può migliorare le proprietà meccaniche, la resistenza all’invecchiamento e le proprietà adesive della gomma vulcanizzata. La superficie delle particelle di riempimento non di rinforzo è chimicamente inerte, non produce una combinazione chimica con la gomma e non influisce sulle proprietà meccaniche, sulla resistenza alle intemperie, sulla resistenza agli acidi e agli alcali e sulla resistenza all’acqua della gomma vulcanizzata.
(2) Ha elevata purezza chimica, finezza uniforme e buona bagnabilità e disperdibilità in gomma.
(3) Non è volatile, è inodore, insapore, non tossico e ha una buona stabilità di conservazione.
(4) Anche i riempitivi utilizzati per i prodotti in gomma bianca, chiara e colorata devono essere non inquinanti e non scolorirsi.
(5) Economico e facile da ottenere.
2. Requisiti prestazionali per i riempitivi
(1) Finezza: in generale, più fini sono le particelle di riempitivo rinforzante, maggiore è la superficie specifica, maggiore è l’area di contatto con la gomma e migliore è l’effetto rinforzante. Più fini sono le particelle di riempitivo non rinforzante, migliore è l’effetto di miscelazione dopo l’aggiunta di gomma. Tuttavia, deve essere uniformemente disperso. Se la dispersione non è uniforme, anche se le particelle sono molto fini, l’effetto di miscelazione non sarà buono.
(2) Forma delle particelle e forma cristallina: la forma delle particelle di riempimento è preferibilmente sferica e i riempitivi a forma di foglio o aghiformi sono inclini all’allineamento direzionale quando la gomma vulcanizzata viene allungata, con conseguente aumento della deformazione permanente e riduzione della resistenza allo strappo. Il nero di carbonio e il nero di carbonio bianco nel riempitivo di rinforzo sono amorfi e anche altri riempitivi sono cristallini. Ad esempio, sebbene la composizione chimica della micropolvere di silicio e del nero di carbonio bianco sia biossido di silicio, il primo è cristallino e il secondo è amorfo. I riempitivi cristallini sono divisi in due tipi: cristallo eteroassiale e cristallo equiassiale. Il cristallo equiassiale ha assi x, y e z simili ed è isotropico. Il cristallo eteroassiale presenta differenze significative negli assi x, y e z ed è anisotropico. Tra i riempitivi minerali non metallici comunemente utilizzati, l’argilla, la grafite e la terra di diatomee appartengono al sistema cristallino eteroassiale e il carbonato di calcio appartiene al sistema cristallino equiassiale. Per i prodotti in gomma che richiedono una buona resistenza all’usura e allo strappo, non è adatto l’uso di materiali con sistema cristallino eteroassiale come riempitivi di rinforzo.
(3) Proprietà superficiali: il riempitivo in polvere è miscelato con gomma e le sue particelle sono circondate da molecole di gomma. Il grado di umidità della superficie delle particelle da parte della gomma ha una grande influenza sulle prestazioni di rinforzo. Le particelle che non sono facili da bagnare non sono facili da disperdere nella gomma e sono facili da agglomerare, riducendo il suo effetto di rinforzo. Questa situazione può essere migliorata aggiungendo alcune sostanze che aiutano ad aumentare l’umidità. Ad esempio, il carbonato di calcio con scarso effetto di rinforzo, dopo l’aggiunta di acidi grassi, riduce la tensione superficiale, aumenta il grado di umidità e migliora l’effetto di rinforzo.
Dagli esempi sopra riportati si può vedere che un gran numero di riempitivi rinforzanti e non rinforzanti sono utilizzati in vari prodotti in gomma. Prodotti diversi utilizzano diversi tipi e varietà di riempitivi e la quantità di riempitivi varia notevolmente. Nell’uso effettivo, la progettazione della formula dovrebbe essere eseguita in base ai requisiti prestazionali dei prodotti in gomma, dovrebbero essere selezionati i tipi di gomma, dovrebbero essere aggiunti riempitivi rinforzanti per migliorare le proprietà meccaniche e dovrebbero essere aggiunti riempitivi non rinforzanti per migliorare le prestazioni di lavorazione e ridurre i costi di produzione. La formula è ottimizzata regolando il sistema di vulcanizzazione e il sistema di protezione, che è la base per la produzione di prodotti in gomma di alta qualità.
Oltre al carbonato di calcio, all’argilla, al solfato di bario e al talco sopra elencati, esistono molti materiali minerali inorganici naturali in polvere che possono essere utilizzati anche come riempitivi di gomma, come la dolomite contenente carbonato di magnesio, la wollastonite contenente silicato di calcio e il solfato di barite, il gesso, la grafite contenente carbonio amorfo, la polvere di carbone e altre polveri di quarzo contenenti silicio (terra di diatomee), l’amianto, la pirofillite, la ganga di carbone, lo scisto bituminoso, le ceneri volanti, l’attapulgite, il fango rosso, ecc.
I produttori di prodotti in gomma possono scegliere diversi riempitivi in base ai requisiti prestazionali e ai prezzi del prodotto e determinarne il dosaggio ottimale attraverso test di formula.
