Warum werden für Gummiprodukte weißes Korundpulver und geschmolzenes Aluminiumoxidpulver verwendet?
Die Gummiindustrie verwendet eine große Anzahl von Füllstoffen als Mischmittel und ihr Verbrauch ist nach dem von Gummi der zweitgrößte. In Gummi werden verstärkende Füllstoffe verwendet, die nicht nur die Festigkeit von Gummiprodukten verbessern, sondern auch die Verarbeitungsleistung von Gummimaterialien verbessern und Produkten eine gute Verschleißfestigkeit, Reißfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Kältebeständigkeit, Ölbeständigkeit und andere Eigenschaften verleihen, die die Nutzungsdauer des Produkts verlängern können. Nicht verstärkende Füllstoffe werden in Gummi hauptsächlich zum Füllen und Kompatibilisieren verwendet, und einige Sorten haben auch die Funktion der Isolierung, Formtrennung oder Färbung.
1. Allgemeine Anforderungen an Füllstoffe in Gummiprodukten
(1) Die Oberfläche der verstärkenden Füllstoffpartikel muss eine starke chemische Aktivität aufweisen, die eine gute Verbindung mit dem Gummi herstellen und die mechanischen Eigenschaften, die Alterungsbeständigkeit und die Hafteigenschaften des vulkanisierten Gummis verbessern kann. Die Oberfläche der nicht verstärkenden Füllstoffpartikel ist chemisch inert, geht keine chemische Verbindung mit Gummi ein und beeinträchtigt nicht die mechanischen Eigenschaften, die Witterungsbeständigkeit, die Säure- und Alkalibeständigkeit und die Wasserbeständigkeit des vulkanisierten Gummis.
(2) Es weist eine hohe chemische Reinheit, gleichmäßige Feinheit sowie eine gute Benetzbarkeit und Dispergierbarkeit in Gummi auf.
(3) Es ist nicht flüchtig, geruchlos, geschmacksneutral, ungiftig und gut lagerstabil.
(4) Füllstoffe für weiße, hellfarbige und farbige Gummierzeugnisse müssen außerdem umweltfreundlich und nicht verfärbend sein.
(5) Günstig und leicht zu bekommen.
2. Leistungsanforderungen an Füllstoffe
(1) Feinheit: Generell gilt: Je feiner die verstärkenden Füllstoffpartikel, desto größer die spezifische Oberfläche, desto größer die Kontaktfläche mit Gummi und desto besser die Verstärkungswirkung. Je feiner die nicht verstärkenden Füllstoffpartikel sind, desto besser ist die Mischwirkung nach Zugabe von Gummi. Allerdings muss die Mischung gleichmäßig verteilt sein. Wenn die Dispersion nicht gleichmäßig ist, ist die Mischwirkung nicht gut, selbst wenn die Partikel sehr fein sind.
(2) Partikelform und Kristallform: Die Form der Füllstoffpartikel ist vorzugsweise kugelförmig, und blatt- oder nadelförmige Füllstoffe neigen dazu, sich beim Dehnen des vulkanisierten Gummis richtungsmäßig auszurichten, was zu einer erhöhten bleibenden Verformung und einer verringerten Reißfestigkeit führt. Ruß und weißer Ruß im verstärkenden Füllstoff sind amorph, und andere Füllstoffe sind ebenfalls kristallin. Obwohl beispielsweise die chemische Zusammensetzung von Siliziummikropulver und weißem Ruß Siliziumdioxid ist, ist ersterer kristallin und letzterer amorph. Kristalline Füllstoffe werden in zwei Typen unterteilt: heteroaxialer Kristall und gleichachsiger Kristall. Der gleichachsige Kristall hat ähnliche x-, y- und z-Achsen und ist isotrop. Der heteroaxiale Kristall weist erhebliche Unterschiede in den x-, y- und z-Achsen auf und ist anisotrop. Unter den häufig verwendeten nichtmetallischen mineralischen Füllstoffen gehören Ton, Graphit und Kieselgur zum heteroaxialen Kristallsystem und Calciumcarbonat zum gleichachsigen Kristallsystem. Für Gummiprodukte, bei denen eine gute Verschleißfestigkeit und Reißfestigkeit erforderlich ist, ist die Verwendung von Materialien mit heteroaxialem Kristallsystem als verstärkende Füllstoffe nicht geeignet.
(3) Oberflächeneigenschaften: Der Pulverfüllstoff wird mit Gummi vermischt und seine Partikel sind von Gummimolekülen umgeben. Der Feuchtigkeitsgrad der Partikeloberfläche durch Gummi hat einen großen Einfluss auf die Verstärkungsleistung. Partikel, die nicht leicht zu benetzen sind, lassen sich nicht leicht im Gummi verteilen und agglomerieren leicht, was dessen Verstärkungswirkung verringert. Diese Situation kann durch Zugabe bestimmter Substanzen verbessert werden, die zur Erhöhung der Feuchtigkeit beitragen. Beispielsweise verringert Calciumcarbonat mit geringer Verstärkungswirkung nach Zugabe von Fettsäure die Oberflächenspannung, erhöht den Feuchtigkeitsgrad und verbessert die Verstärkungswirkung.
Aus den obigen Beispielen ist ersichtlich, dass in verschiedenen Gummiprodukten eine große Anzahl von verstärkenden und nicht verstärkenden Füllstoffen verwendet wird. Verschiedene Produkte verwenden unterschiedliche Arten und Sorten von Füllstoffen, und die Füllstoffmenge variiert stark. Bei der tatsächlichen Verwendung sollte die Rezepturgestaltung gemäß den Leistungsanforderungen der Gummiprodukte erfolgen, Gummiarten sollten ausgewählt werden, verstärkende Füllstoffe sollten hinzugefügt werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, und nicht verstärkende Füllstoffe sollten hinzugefügt werden, um die Verarbeitungsleistung zu verbessern und die Produktionskosten zu senken. Die Rezeptur wird durch Anpassen des Vulkanisationssystems und des Schutzsystems optimiert, was die Grundlage für die Herstellung hochwertiger Gummiprodukte bildet.
Neben den oben aufgeführten Stoffen Calciumcarbonat, Ton, Bariumsulfat und Talk gibt es noch viele weitere natürliche anorganische Mineralpulvermaterialien, die ebenfalls als Gummifüllstoffe verwendet werden können, wie beispielsweise magnesiumcarbonathaltiger Dolomit, calciumsilikathaltiger Wollastonit und Sulfatbaryt, Gips, amorphen Kohlenstoff enthaltender Graphit, Kohlepulver und andere siliziumhaltige Pulver, Quarz (Kieselgur), Asbest, Pyrophyllit, Kohlengrus, Ölschiefer, Flugasche, Attapulgit, Rotschlamm usw.
Hersteller von Gummiprodukten können je nach Leistungsanforderungen und Preis des Produkts unterschiedliche Füllstoffe auswählen und durch Rezepturtests deren optimale Dosierung ermitteln.
