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
                                           3
              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
                                                                  -3
             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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