Page 128 - 《橡塑技术与装备》2025年7期
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橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
(a) 采集的光学图像 ;(b) 经过黑白阈值处理后的光学图像,胶料 Ll(4.7L 啮合型);
(c) 采集的光学图像 ;(d) 经过黑白阈值处理后的光学图像
图 4 用于量化两种不同密炼机混炼的炭黑填充丁腈橡胶配方的炭黑分散(表 2)的粒度仪图像,胶料 LT(1.6 L 切向型)
粒的材料体积。μCT 技术需要电子密度对比来检测夹
杂物。沉淀二氧化硅团聚体或氧化锌团聚体的尺寸和
数量可以使用 μCT 在橡胶中定量,但炭黑团聚体通常
无法在标准 μCT 测量中检测到。图 5 和表 2 中的 μCT
结果表明,与 4.7 L 相互啮合型的密炼机(胶料 LI)
相比,在 1.6 L 切向型密炼机(胶料 LT)中混炼的氧
化锌更好地分散。与 LT 相比,LI 检测到的最大氧化
锌团聚体大 61%(250 μm 对 155 μm),LI 胶料每体
(a)胶料 LT(1.6 L 切线式);(b)胶料 LI(4.7 L 啮合型)
积的颗粒(团聚体)数量是 LT 胶料的 10 倍以上。炭
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图 5 pCT 图像(分析体积 =900 mm ),用于量化使用
两种不同密炼机混炼的炭黑填充丁腈橡胶配方的氧化锌 黑和氧化锌分散特性的这些结果支持了图 3(c) 中 LT
分散情况(表 2) 与 LI 相比拉伸强度分布改善的解释,即来自更好的填
表 2 炭黑填充 NBR 胶料的炭黑分散体和氧化锌分散体的结果
胶料 ID : LT LI
密炼机尺寸和转子类型 1.6 L 切线式 4.7 L 啮合型
分散剂(CB 分散) 平均团聚粒度 /μm 6.2 10.8
分散度 /% 99.5 91.1
Z 值 94.4 61.1
最小直径 r(分析用)/μm 10 10
最大直径 /μm 155 250
uCT(ZnO 分散体) 平均直径 /μm 18 20
颗粒体积百分比 /% 0.037 2.95
单位橡胶体积颗粒数(个 . cm ) 1.22×10 5 1.45×10 6
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料分散(更小的裂纹前驱体)。 变混炼程序或评估替代原料来源。
1.6 L 切向型式密炼机提供了丁腈橡胶配方的最
佳混炼质量,由于炭黑和氧化锌的分散性更好,裂纹 3 结论
前驱体更小,因此拉伸强度更高。这种小型实验室密 表征抗拉强度分布已被证实是一种简单而有效
炼机在橡胶行业被广泛用于研发目的,通常可提供最 的手段,可用于量化填料的分散效果,并诊断橡胶中
佳的填料分散性,但在放大到生产混炼时,这种分散 是否存在缺陷或夹杂物。以炭黑增强的 SBR 和 NBR
性通常会变差。由于只使用了三台密炼机,其中只有 胶料为例,通过增加重复测试的次数,强度分布的
一台密炼机的转子是啮合型的,因此在研究中无法确 分辨率得到了提 L。然而,研究表明,只有 10 个
定密炼机大小(体积)与转子类型对分散的影响。研 ASTMD412C 型 试 品 的 测 试 可 以 区 分 用 于 配 制 相 同
究的重点是展示如何利用强度分布轻松比较不同密炼 NBR 配方的不 同密炼机的混 炼质量影响,混 炼质量
机的混炼质量,同样的方法也可用于研究新配方、改 (填料分散)遵循以下趋势 : 1.6 L 切线 >4.7 L 啮合型
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