淺析炭黑如何改善天然橡的膠蠕變性能
2024-03-19
橡膠蠕變指的是在一定溫度和外力作用下，橡膠變形隨時(shí)間逐漸增大的現(xiàn)象，這源于其粘彈性的特性，即分子鏈的移動或重排。這一現(xiàn)象，可被炭黑在一定程度上緩解。炭黑作為橡膠的關(guān)鍵補(bǔ)強(qiáng)劑，能提升橡膠的彈性模量。在高伸長率下，炭黑對橡膠應(yīng)力松弛速率的影響較小；但在低伸長率時(shí)，炭黑的種類和用量則顯著影響橡膠的應(yīng)力松弛性能。因此，通過探究炭黑對天然橡膠松弛率的影響，能為抗蠕變橡膠制品選擇合適的補(bǔ)強(qiáng)材料提供指導(dǎo)。
實(shí)驗(yàn)顯示，在特定炭黑用量下，NR膠料的蠕變量隨炭黑粒徑的增大而減小，即大粒徑炭黑能降低膠料的蠕變。但膠料的模量不僅受炭黑粒徑影響，還與炭黑的結(jié)構(gòu)有關(guān)。高結(jié)構(gòu)炭黑較低結(jié)構(gòu)炭黑硬度更高，因此只需少量高結(jié)構(gòu)炭黑就能使膠料達(dá)到所需硬度。
此外，炭黑對蠕變指數(shù)的影響還因膠料的硬度和定伸應(yīng)力而異。硬度和定伸應(yīng)力較低的膠料在加載初期形變較大，因此其壓縮蠕變指數(shù)較大；而硬度和定伸應(yīng)力較高的膠料加載初期形變較小，因此炭黑對其壓縮蠕變指數(shù)的影響較小。
通過深入研究和理解炭黑對橡膠蠕變的影響機(jī)制，我們不僅能夠?yàn)榭谷渥兿鹉z制品的制備提供科學(xué)的材料選擇依據(jù)，還能推動橡膠工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，滿足各種實(shí)際應(yīng)用中對材料性能不斷提高的需求。
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