Почему в резиновых изделиях используется порошок белого корунда и порошок плавленого глинозема?
Резиновая промышленность использует большое количество наполнителей в качестве компаундирующих агентов, и его потребление уступает только потреблению резины. Армирующие наполнители используются в резине, что может не только улучшить прочность резиновых изделий, но и улучшить производительность обработки резиновых материалов и наделить изделия хорошей износостойкостью, сопротивлением разрыву, термостойкостью, морозостойкостью, маслостойкостью и другими свойствами, которые могут продлить срок службы изделия. Неармирующие наполнители используются в резине, в основном, для наполнения и совместимости, а некоторые разновидности также имеют функции изоляции, смазывания формы или окрашивания.
1. Общие требования к наполнителям резиновых изделий
(1) Поверхность частиц армирующего наполнителя должна обладать сильной химической активностью, которая может обеспечить хорошее соединение с резиной и улучшить механические свойства, стойкость к старению и адгезионные свойства вулканизированной резины. Поверхность частиц неармирующего наполнителя химически инертна, не создает химического соединения с резиной и не влияет на механические свойства, атмосферостойкость, кислото- и щелочестойкость и водостойкость вулканизированной резины.
(2) Обладает высокой химической чистотой, однородной тонкостью помола, хорошей смачиваемостью и диспергируемостью в резине.
(3) Он не летуч, не имеет запаха, вкуса, нетоксичен и имеет хорошую стабильность при хранении.
(4) Наполнители, используемые для белых, светлых и цветных резиновых изделий, также должны быть экологически чистыми и не обесцвечивающими.
(5) Дешево и легко достать.
2. Требования к эксплуатационным характеристикам наполнителей
(1) Тонкость: В общем, чем мельче частицы армирующего наполнителя, тем больше удельная площадь поверхности, больше площадь контакта с резиной и лучше армирующий эффект. Чем мельче частицы неармирующего наполнителя, тем лучше эффект смешивания после добавления резины. Однако он должен быть равномерно диспергирован. Если дисперсия неоднородна, даже если частицы очень мелкие, эффект смешивания не будет хорошим.
(2) Форма частиц и форма кристалла: Форма частиц наполнителя предпочтительно сферическая, а наполнители в форме листа или иглы склонны к направленному выравниванию при растяжении вулканизированной резины, что приводит к увеличению постоянной деформации и снижению сопротивления разрыву. Технический углерод и белая сажа в армирующем наполнителе являются аморфными, а другие наполнители также являются кристаллическими. Например, хотя химический состав кремниевого микропорошка и белой сажи представляет собой диоксид кремния, первый является кристаллическим, а второй — аморфным. Кристаллические наполнители делятся на два типа: гетероаксиальный кристалл и равноосный кристалл. Равноосный кристалл имеет схожие оси x, y и z и является изотропным. Гетероаксиальный кристалл имеет значительные различия в осях x, y и z и является анизотропным. Среди обычно используемых неметаллических минеральных наполнителей глина, графит и диатомовая земля относятся к гетероаксиальной кристаллической системе, а карбонат кальция относится к равноосной кристаллической системе. Для резиновых изделий, требующих высокой износостойкости и сопротивления разрыву, нецелесообразно использовать в качестве армирующих наполнителей материалы гетероаксиальной кристаллической системы.
(3) Поверхностные свойства: Порошковый наполнитель смешивается с резиной, и его частицы окружены молекулами резины. Степень увлажнения поверхности частиц резиной оказывает большое влияние на армирующие характеристики. Частицы, которые трудно смачиваются, нелегко диспергируются в резине и легко агломерируются, снижая ее армирующий эффект. Эту ситуацию можно улучшить, добавив определенные вещества, которые способствуют повышению влажности. Например, карбонат кальция с небольшим армирующим эффектом после добавления жирной кислоты снижает поверхностное натяжение, увеличивает степень увлажнения и улучшает армирующий эффект.
Из приведенных выше примеров видно, что в различных резиновых изделиях используется большое количество армирующих и неармирующих наполнителей. В разных изделиях используются разные типы и разновидности наполнителей, а количество наполнителей сильно различается. При реальном использовании разработка формулы должна осуществляться в соответствии с требованиями к эксплуатационным характеристикам резиновых изделий, следует выбирать типы резины, добавлять армирующие наполнители для улучшения механических свойств, а неармирующие наполнители — для улучшения производительности обработки и снижения производственных затрат. Формула оптимизируется путем корректировки системы вулканизации и системы защиты, что является основой для производства высококачественных резиновых изделий.
Помимо перечисленных выше карбоната кальция, глины, сульфата бария и талька, существует множество природных неорганических минеральных порошковых материалов, которые также могут использоваться в качестве наполнителей резины, например, доломит, содержащий карбонат магния, волластонит, содержащий силикат кальция, а также сульфатный барит, гипс, графит, содержащий аморфный углерод, угольный порошок и другие содержащие кремний порошки, кварц (диатомит), асбест, пирофиллит, угольная порода, горючий сланец, летучая зола, аттапульгит, красный шлам и т. д.
Производители резиновых изделий могут выбирать различные наполнители в соответствии с требованиями к эксплуатационным характеристикам продукции и ценой, а также определять их оптимальную дозировку с помощью испытаний формул.
