Tại sao các sản phẩm cao su lại sử dụng bột corundum trắng và bột alumina nóng chảy?
Ngành công nghiệp cao su sử dụng một lượng lớn chất độn làm chất pha trộn, và mức tiêu thụ của nó chỉ đứng thứ hai sau cao su. Chất độn gia cường được sử dụng trong cao su, không chỉ có thể cải thiện độ bền của sản phẩm cao su mà còn cải thiện hiệu suất gia công của vật liệu cao su và mang lại cho sản phẩm khả năng chống mài mòn, chống rách, chịu nhiệt, chịu lạnh, chống dầu và các đặc tính khác, có thể kéo dài tuổi thọ hữu ích của sản phẩm. Chất độn không gia cường được sử dụng trong cao su, chủ yếu để làm đầy và tương thích, và một số loại cũng có chức năng cô lập, giải phóng khuôn hoặc tạo màu.
1. Yêu cầu chung đối với chất độn trong sản phẩm cao su
(1) Bề mặt của hạt độn gia cường phải có hoạt tính hóa học mạnh, có thể tạo ra sự kết hợp tốt với cao su, có thể cải thiện tính chất cơ học, khả năng chống lão hóa và tính chất kết dính của cao su lưu hóa. Bề mặt của hạt độn không gia cường trơ về mặt hóa học, không tạo ra sự kết hợp hóa học với cao su, không ảnh hưởng đến tính chất cơ học, khả năng chịu thời tiết, khả năng chịu axit và kiềm và khả năng chịu nước của cao su lưu hóa.
(2) Có độ tinh khiết hóa học cao, độ mịn đồng đều, khả năng thấm ướt và phân tán tốt vào cao su.
(3) Không bay hơi, không mùi, không vị, không độc hại và có độ ổn định lưu trữ tốt.
(4) Chất độn dùng cho sản phẩm cao su trắng, sáng màu và có màu cũng phải không gây ô nhiễm và không làm mất màu.
(5) Rẻ và dễ kiếm.
2. Yêu cầu về hiệu suất đối với chất độn
(1) Độ mịn: Nói chung, hạt độn gia cường càng mịn, diện tích bề mặt riêng càng lớn, diện tích tiếp xúc với cao su càng lớn, hiệu quả gia cường càng tốt. Hạt độn không gia cường càng mịn, hiệu quả trộn sau khi thêm cao su càng tốt. Tuy nhiên, phải phân tán đồng đều. Nếu phân tán không đồng đều, ngay cả khi các hạt rất mịn, hiệu quả trộn cũng sẽ không tốt.
(2) Hình dạng hạt và dạng tinh thể: Hình dạng của các hạt độn tốt nhất là hình cầu, và các chất độn dạng tấm hoặc dạng kim dễ bị định hướng khi cao su lưu hóa bị kéo căng, dẫn đến biến dạng vĩnh viễn tăng lên và khả năng chống rách giảm. Đen cacbon và đen cacbon trắng trong chất độn gia cố là vô định hình, và các chất độn khác cũng là tinh thể. Ví dụ, mặc dù thành phần hóa học của bột silic và đen cacbon trắng là silic dioxit, nhưng loại trước là tinh thể và loại sau là vô định hình. Chất độn tinh thể được chia thành hai loại: tinh thể dị trục và tinh thể đẳng trục. Tinh thể đẳng trục có các trục x, y và z giống nhau và đẳng hướng. Tinh thể dị trục có sự khác biệt đáng kể ở các trục x, y và z và là dị hướng. Trong số các chất độn khoáng phi kim loại thường được sử dụng, đất sét, than chì và đất diatomit thuộc hệ tinh thể dị trục, và canxi cacbonat thuộc hệ tinh thể đẳng trục. Đối với các sản phẩm cao su yêu cầu khả năng chống mài mòn và chống rách tốt thì không phù hợp khi sử dụng vật liệu hệ tinh thể dị trục làm chất độn gia cố.
(3) Tính chất bề mặt: Bột độn được trộn với cao su, các hạt của nó được bao quanh bởi các phân tử cao su. Mức độ ướt của bề mặt hạt bằng cao su có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất gia cường. Các hạt không dễ ướt không dễ phân tán trong cao su và dễ kết tụ, làm giảm hiệu quả gia cường của nó. Tình trạng này có thể được cải thiện bằng cách thêm một số chất giúp tăng độ ẩm. Ví dụ, canxi cacbonat có tác dụng gia cường ít, sau khi thêm axit béo, làm giảm sức căng bề mặt, tăng mức độ ướt và cải thiện hiệu quả gia cường.
Có thể thấy từ các ví dụ trên rằng có rất nhiều chất độn gia cường và chất độn không gia cường được sử dụng trong các sản phẩm cao su khác nhau. Các sản phẩm khác nhau sử dụng các loại và giống chất độn khác nhau và lượng chất độn thay đổi rất nhiều. Trong quá trình sử dụng thực tế, thiết kế công thức nên được thực hiện theo yêu cầu hiệu suất của sản phẩm cao su, nên lựa chọn loại cao su, nên thêm chất độn gia cường để cải thiện các đặc tính cơ học và nên thêm chất độn không gia cường để cải thiện hiệu suất xử lý và giảm chi phí sản xuất. Công thức được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh hệ thống lưu hóa và hệ thống bảo vệ, đây là cơ sở để sản xuất các sản phẩm cao su chất lượng cao.
Ngoài canxi cacbonat, đất sét, bari sunfat và talc được liệt kê ở trên, còn có nhiều loại bột khoáng vô cơ tự nhiên cũng có thể được sử dụng làm chất độn cao su, chẳng hạn như dolomit chứa magie cacbonat, wollastonit chứa canxi silicat và barit sunfat, thạch cao, than chì chứa cacbon vô định hình, bột than và các loại bột chứa silic khác như thạch anh (đất diatomit), amiăng, pyrophyllit, quặng than, đá phiến dầu, tro bay, attapulgite, bùn đỏ, v.v.
Các nhà sản xuất sản phẩm cao su có thể lựa chọn các chất độn khác nhau theo yêu cầu về hiệu suất sản phẩm và giá cả, đồng thời xác định liều lượng tối ưu thông qua các thử nghiệm công thức.
