Page 128 - 《橡塑技术与装备》2025年7期

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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