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橡胶配方的补强与填充剂https://t.cn/RzFOyMS
1、基本概念#橡胶真空吸盘#
补强剂：指能提高橡胶制品物理机械性能的填料。
填充剂：指能增加橡胶制品的容积，降低含胶率，降低成本的填料。
2、填料的分类
按作用分：补强剂、填充剂
按颜色分：黑色填料、非黑色填料
按来源分：有机填料、无机填料
按形状分：粒状填料、树脂填料、纤维填料
第一节 炭黑的品种和分类
炭黑品种有40多种。
按作用分：硬质炭黑（粒径40nm以下，补强性高）；软质炭黑（粒径40nm以上，补强性低）。按制法分：槽法炭黑、炉法炭黑、热裂法炭黑、新工艺炭黑
一、接触法炭黑（槽黑，呈酸性，补强性大，属硬质炭黑）
以冷却的金属成非金属为接触面，从原料气的火焰中将烟气冷却收集而成。
主要品种：
（1）天然气槽黑（以天然气为原料）PH较低。
易混槽黑EPC，ASTM标号为S300
可混槽黑MPC，ASTM标号为S301
（2）混气炭黑
（3）辊筒炭黑
（4）导电槽法炭黑CC，粒子粗，电阻很小。
基本性质：
（1）粒子较细（粒径范围30nm左右，）对NR的补强作用大，强伸性能、抗撕裂性能和抗割性能好，
（2）含氧量高（带有较多的含氧基团）呈酸性，迟延硫化作用，因酸性助剂对促进剂有吸附作用，
（3）主要用于NR中，制胎胎面胶，合成胶中少用。
二、油基炉法炭黑（碱性，具高补强性，硬质炭黑）
也称油炉黑或炉黑，是以原料油为原料。在特制的炉中进行燃烧，然后将烟气经喷水冷却而得，（因吸收了水中的盐类，呈碱性）
主要品种：
（1）超耐磨炭黑 SAF（supper abrasion furnace black），ASTM标号为N110
粒子细，补强效果好，但不易分散，工艺性能差。
（2）中超耐磨炉黑 ISAF（Intermediate super abrasion furnace black），ASTM标号为N220
高结构中超耐磨炉黑HS-ISAF，ASTM标号为N242
低结构中超耐磨炉黑LS-ISAF，ASTM标号为N219
（3）高耐磨炉黑 HAF（High abrasion furnace black），ASTM标号为N330
高结构高耐磨炉黑 HS-HAF，ASTM标号为N347
低结构高耐磨炉黑 LS-HAF，ASTM标号为N326
基本性质
图片粒子细，为高补强性的硬度炭黑，
图片对合成橡胶很适用（对NR也适用）
图片含水量氧量少，呈碱性，起促进硫化的作用
图片广泛用于要求耐磨性好的制品，如轮胎胎面胶
三、气基炉法炭黑（瓦斯炉法炭黑，补强性小，称为软质炭黑）
以天然气及一定比例空气在炉内进行不完全燃烧而得。
1.快压出炉黑 FEF（Fast Extruding Furnace black），ASTM标号为N550
粒子较前面粗，有别于混炼压出工艺，用于内胎胶
2.细粒子炉黑 FF（Fine Furnace black），ASTM标号为N440
结构性较低，能提高胶料的弹性和耐屈挠性。
3.通用炉黑 GPF（General purpose furnace black），ASTM标号为N660
粒子较大，兼有加工性能好，高定伸，高弹性、生热小等特点。
4.高定伸炉黑 HMF（High modulus furnace black），ASTM标号为N601
提高胶料的定伸应力，补强性高于SRF，但低于GPF
5.半补强炉黑 SRF（Semi-reinforcing furnace black），ASTM标号为N754（低结构）、N765（高结构）
粒子较大，加工生热小，赋予硫化胶料弹性高、伸长率大，耐屈挠性以及粘着性能好。用于内胎、胶管时，填充量可大些。
四、热裂法和其它类型炭黑（软质炭黑，基本无补强作用）
1.细粒子热裂法炉黑 FT（Fine thermal black），ASTM标号为N880
适用于NR及合成胶中，常用于内胎。
2.中粒子热裂法炉黑 MT（Medium thermal black），ASTM标号为N990
适用于NR及合成胶中，多用于模压制品，特别适用于耐油制品。
以上两种粒径较大，几乎无补强作用，多作为廉价的填料使用，适用于压出制品及机械强度要求不高的制品。
3.导电炉黑 CF（Conductive furnace black），ASTM标号为N293
4.乙炔炭黑 ACET（Acetylene black）
粒径中等，为所有炭黑中结构性最高。
5.新工艺炭黑
以炉法生产为基础，经改善工艺性能而制得。
多用炉黑MPF（Multi-purpose furnace black）
全用炉黑APF（All-purpose furnace black）
超易操作炉黑SPF（Super processing furnace black）。
特点为粒径小，粒径分布窄，表面光滑，加工工艺性能好，补强轮胎侧内胎及其他工业制品。
例题分析：在配制合成胶胎面时应选用何种炭黑，为什么？
（1）胎面胶要求：机械强度高、耐磨性好，弹性好，有一定的耐热、耐老化性，合成胶自补强性差，应选用补强性大的炭黑（硬质炭黑），炉黑中SAF粒子太细，不易分散，加工性能不好，而ISAF、HAF料合适，槽黑对合成胶补强性不大。
（2）若是NR胎面，由于槽里MPC、EPC补强性大，帮可选EPC、MPC、ISAF、HAF、SAF。
（3）若NR/合成胶并用，且以NR为主，则利用槽炉黑并用
（4）若合成胶/NR并用，且以合成胶为主，则选用炉黑
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补强剂：指能提高橡胶制品物理机械性能的填料。
填充剂：指能增加橡胶制品的容积，降低含胶率，降低成本的填料。
2、填料的分类
按作用分：补强剂、填充剂
按颜色分：黑色填料、非黑色填料
按来源分：有机填料、无机填料
按形状分：粒状填料、树脂填料、纤维填料
第一节 炭黑的品种和分类
炭黑品种有40多种。
按作用分：硬质炭黑（粒径40nm以下，补强性高）；软质炭黑（粒径40nm以上，补强性低）。按制法分：槽法炭黑、炉法炭黑、热裂法炭黑、新工艺炭黑
一、接触法炭黑（槽黑，呈酸性，补强性大，属硬质炭黑）
以冷却的金属成非金属为接触面，从原料气的火焰中将烟气冷却收集而成。
主要品种：
（1）天然气槽黑（以天然气为原料）PH较低。
易混槽黑EPC，ASTM标号为S300
可混槽黑MPC，ASTM标号为S301
（2）混气炭黑
（3）辊筒炭黑
（4）导电槽法炭黑CC，粒子粗，电阻很小。
基本性质：
（1）粒子较细（粒径范围30nm左右，）对NR的补强作用大，强伸性能、抗撕裂性能和抗割性能好，
（2）含氧量高（带有较多的含氧基团）呈酸性，迟延硫化作用，因酸性助剂对促进剂有吸附作用，
（3）主要用于NR中，制胎胎面胶，合成胶中少用。
二、油基炉法炭黑（碱性，具高补强性，硬质炭黑）
也称油炉黑或炉黑，是以原料油为原料。在特制的炉中进行燃烧，然后将烟气经喷水冷却而得，（因吸收了水中的盐类，呈碱性）
主要品种：
（1）超耐磨炭黑 SAF（supper abrasion furnace black），ASTM标号为N110
粒子细，补强效果好，但不易分散，工艺性能差。
（2）中超耐磨炉黑 ISAF（Intermediate super abrasion furnace black），ASTM标号为N220
高结构中超耐磨炉黑HS-ISAF，ASTM标号为N242
低结构中超耐磨炉黑LS-ISAF，ASTM标号为N219
（3）高耐磨炉黑 HAF（High abrasion furnace black），ASTM标号为N330
高结构高耐磨炉黑 HS-HAF，ASTM标号为N347
低结构高耐磨炉黑 LS-HAF，ASTM标号为N326
基本性质
图片粒子细，为高补强性的硬度炭黑，
图片对合成橡胶很适用（对NR也适用）
图片含水量氧量少，呈碱性，起促进硫化的作用
图片广泛用于要求耐磨性好的制品，如轮胎胎面胶
三、气基炉法炭黑（瓦斯炉法炭黑，补强性小，称为软质炭黑）
以天然气及一定比例空气在炉内进行不完全燃烧而得。
1.快压出炉黑 FEF（Fast Extruding Furnace black），ASTM标号为N550
粒子较前面粗，有别于混炼压出工艺，用于内胎胶
2.细粒子炉黑 FF（Fine Furnace black），ASTM标号为N440
结构性较低，能提高胶料的弹性和耐屈挠性。
3.通用炉黑 GPF（General purpose furnace black），ASTM标号为N660
粒子较大，兼有加工性能好，高定伸，高弹性、生热小等特点。
4.高定伸炉黑 HMF（High modulus furnace black），ASTM标号为N601
提高胶料的定伸应力，补强性高于SRF，但低于GPF
5.半补强炉黑 SRF（Semi-reinforcing furnace black），ASTM标号为N754（低结构）、N765（高结构）
粒子较大，加工生热小，赋予硫化胶料弹性高、伸长率大，耐屈挠性以及粘着性能好。用于内胎、胶管时，填充量可大些。
四、热裂法和其它类型炭黑（软质炭黑，基本无补强作用）
1.细粒子热裂法炉黑 FT（Fine thermal black），ASTM标号为N880
适用于NR及合成胶中，常用于内胎。
2.中粒子热裂法炉黑 MT（Medium thermal black），ASTM标号为N990
适用于NR及合成胶中，多用于模压制品，特别适用于耐油制品。
以上两种粒径较大，几乎无补强作用，多作为廉价的填料使用，适用于压出制品及机械强度要求不高的制品。
3.导电炉黑 CF（Conductive furnace black），ASTM标号为N293
4.乙炔炭黑 ACET（Acetylene black）
粒径中等，为所有炭黑中结构性最高。
5.新工艺炭黑
以炉法生产为基础，经改善工艺性能而制得。
多用炉黑MPF（Multi-purpose furnace black）
全用炉黑APF（All-purpose furnace black）
超易操作炉黑SPF（Super processing furnace black）。
特点为粒径小，粒径分布窄，表面光滑，加工工艺性能好，补强轮胎侧内胎及其他工业制品。
例题分析：在配制合成胶胎面时应选用何种炭黑，为什么？
（1）胎面胶要求：机械强度高、耐磨性好，弹性好，有一定的耐热、耐老化性，合成胶自补强性差，应选用补强性大的炭黑（硬质炭黑），炉黑中SAF粒子太细，不易分散，加工性能不好，而ISAF、HAF料合适，槽黑对合成胶补强性不大。
（2）若是NR胎面，由于槽里MPC、EPC补强性大，帮可选EPC、MPC、ISAF、HAF、SAF。
（3）若NR/合成胶并用，且以NR为主，则利用槽炉黑并用
（4）若合成胶/NR并用，且以合成胶为主，则选用炉黑
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