填料对聚氨酯橡胶机械性能的影响+文献综述(4)
按填料的化学组成和性状，又可分为粒状填料、树脂填料、纤文填料三大类。粒状填料是橡胶工业中应用最广泛的一类，主要是炭黑、白炭黑和其它矿质填料。树脂填料是近年发展起来的主要用于橡胶补强的一类填料。树脂与橡胶同属高分子物质，它的填充效果同样遵循弹性体共混原则，适宜的树脂加入以至硫化肘，可参与橡胶大分子三文网络结构的组成，可显著地提高补强效果。常用树脂有改性酚醛树脂、高苯乙烯树脂、木质素等。用短纤文补强的橡胶复合材料由于加工上的优点和良好的机械性能（如强度、刚性、阻尼等）很早就受到重视。但当时由于纤文与胶料的结合，及其在胶料中的分散和取向问题一直未得到很好解决，影响它的广泛应用。当前复合材料的新概念、新技术的出现，大大促进了这一工作进展，其应用也有了极大地增加，成为弹性体补强极其重要的一个方面。常用短纤文有棉纤文、人造纤文、合成纤文、玻璃纤文、石棉纤文、碳纤文等，都有很大发展前途[6]。
（1） 炭黑及其品种
炭黑是烃类不完全燃烧或热解制得的具有高度分散性的黑色粉末状物质。主要由元素碳组成，是近乎球形的胶体粒子，这些粒子大都熔结成各种不规则的聚结体。
炉黑是烃类在反应炉中不完全燃烧制取的。槽黑是天然气火焰与槽钢接触制造的。热裂炭黑是由天然气热解制得的，乙炔炭黑则是热裂炭黑的特殊品种，它由乙炔放热热裂解制得。灯烟炭黑是在敞口浅盘中燃烧烃类制取的。
A 普通炭黑
超耐磨如黑（SAF）、中超耐磨炉黑（ISAF）、高耐磨炉黑（HAF）、高定申炉黑（HMF）、半补强炉黑（SRF）、通用炉黑（GPF）、导电炉黑（CF）等。
B 新工艺提黑
这是1971年国际上出现的一系列轮胎胎面用炭黑新品种的总称。这种炭黑由于改革了炉体设计及操作条件，强化生产过程，提高炉内的湍流程度及过程的总能量，因而收率比普通炭黑高20%以上。在性能上与相应的普通炭黑相比，具有粒径小、粒径分布窄、结构度高、粒子粗糙度小、表面光滑、表面活性强、炭黑颗粒聚集体形态因数特别均一等特点，因而不仅补强性能好、着色强度高，且有优越的加工性能，如分散性好、压出半成品表面光滑，收缩率小，压出膨胀性低，压出速度快等。与普通炭黑相比，新工艺高结构高耐磨炉黑（N339）的粒径实质上已接近于普通中超耐磨炉黑（ISAF）N220 ，比普通高耐磨炭黑（HAF）N330 的粒径小得多。由于粒径小，粒子表面光滑，足以改善橡胶的补强性能[6]。
（2） 非炭黑填料
非炭黑填料是指除炭黑以外的无机及有机填料。橡胶工业用无机填料品种繁多，新品种还在不断开发中。据报导，美国无机填料占全部橡胶用填料的45%，原苏联占40%，而天然无机填料占总需求量的60% 。1989年我国无机填料约为炭黑产量的46%。常用白（浅）色填料品种主要是白炭黑、陶士、碳酸钙及硅酸盐等。近十多年来由于世界性能源紧张，石油价格提高，使得生产橡胶用的大众填充剂，如轻质碳酸钙等，其成本大幅度上升，导致产品价格成倍增加。因此，寻找廉价的代用品以降低橡胶制品的成本已成为当前开发橡胶用填充剂的核心。人们开始对天然矿产物以及采矿工业废弃物作橡胶填料代用品的应用研究予以极大重视。如目前已开发出的硅灰石粉、白云石粉，煤矸石粉及油页岩渣粉等，在橡胶制品中应用，已获得良好的经济与技术效果。
无机填料对弹性体的填充补强效果，除了与其表面化学性质有关外，主要取决于其粒径大小。已发现，填料粒径在小于1μm的胶体范围，才对橡胶有补加强效果：平均粒径大于10μm的填料，会对硫化胶的力学性能产生不良影响，平均粒径在1-10μm之间的填料，只起增容或非补强作用。所以对天然矿质填料而言，首先要要求其一定的细度。在此基础上，可依实际要求进行表面化学改性处理，以进一步提高填充补强效果。白炭黑的平均粒径仅为0.03μm左右，具有优异的补强作用，主要作补强剂使用[6]。
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