橡胶的补强与填充体系
发布时间：2015-01-09 13:34:03 人浏览
来源： 橡胶技术网
内容与要求∶
1．了解炭黑的制造、分类与命名
2．掌握炭黑的构成
3．掌握炭黑的物理性质及炭黑的粒径、比表面积、结构性的常用测试方法
4．了解炭黑的化学性质
5．掌握炭黑对橡胶的补强规律及对胶料工艺性能的影响
6．深入了解炭黑对橡胶的补强机理
7．掌握白炭黑对橡胶的补强
8．了解短纤维对橡胶的补强
9．掌握矿质填料的表面活化及偶联剂的偶联机理
主要参考资料∶
1．橡胶化学与物理，朱敏主编
2．Scienceand Technology of Rubber
3．橡胶工业手册，第二分册
4．炭黑对橡胶的补强，何立中编
5．无机填料对橡胶的补强，何立中编
6．炭黑，[法]J．B．道奈著，王梦蛟译
7．弹性体的力学改性，朱玉俊编
一．名词解释∶
1．补强剂 2．填充剂 3．硬质炭黑 4．软质炭黑 5 ．吸留橡胶 6．结合橡胶 7．偶联剂 8．短纤维
9．炭黑 10．炭黑的一次结构 11．炭黑的二次结构
二．填空∶
1． 炉法炭黑的表面粗糙度比槽法炭黑_______，其表面含氧基团比槽法炭黑______，呈____性，会使胶料的焦烧时间_____。
2． 炭黑的结构度越高，形成的包容橡胶越_______，胶料的粘度越____，压出性能_______，混炼的吃粉速度_______，在胶料中的分散性越_______。
3． 根据制法不同，白炭黑分为_______白炭黑和_______白炭黑；测定表明，白炭黑表面只有_______基存在。
4． 因为白炭黑表面的吸附作用强，所以用白炭黑作补强剂时，常添加_______以改善其补强性能。
5． 吸留橡胶生成量的多少与炭黑的_______有关，而混炼时结合橡胶生成量的多少与炭黑的_______有关。
6． 炭黑的粒径越小，混炼的吃粉速度越_______，在胶料中的分散性越_______；炭黑的粒径越_______，粒径分布越_______，对橡胶的补强性越高。
7． 胶料中填充炭黑会使其电阻率下降,炭黑的粒径越____、结构度越_____、表面挥发分_____、炭黑用量_____,电阻率越低。
三．问答题∶
1．炭黑有几种制法?各种制法各有何特点?
2．炭黑的ASTM标准分类法是怎样的?该方法有什么优缺点?
3．炭黑聚集体是怎么形成的?
4．炭黑的粒径大小有哪几种表示方法?举出炉法炭黑、槽法炭黑、热裂法炭黑中各一个牌号的炭黑，用图解法说明粒径及其分布
5．炭黑聚集体的形态与炭黑结构程度高低有什么关系?
6．炭黑聚集体表面有什么基团?炭黑的PH值与表面基团有什么关系?
7．炭黑的粒径、结构度、表面含氧基团怎样测定?工业上常用的方法有几种?这些工业方法各有何优缺点?有什么更恰当的方法可以代替它们?
8．什么是结合橡胶?结合橡胶形成的途径有哪些?哪些因素影响结合橡胶的生成量?
9．计算炭黑表面有多少克结合橡胶?炭黑的结构孔隙中包容多少克吸留橡胶?有多少克橡胶处于玻璃态或亚玻璃态?
条件如下∶
35克HAF加到100克NR中，NR比重为0.92g/cm3，HAF比重为1.84g/cm3，HAF比表面积为76m2/g，DBP吸油值为140ml/100g，结合橡胶平均厚度为40埃。
10．什么是炭黑的表面粗糙度?表面粗糙度是怎么形成的?粗糙度影响橡胶的哪些性能?
11．炭黑的粒径、结构度、表面活性及表面含氧基团对胶料的混炼、加工工艺性能和焦烧性有何影响?
12．炭黑的基本性质对硫化胶的拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率、耐磨性有何影响?
13．在配制导电胶料时应选用何种炭黑?为什么?
14．白炭黑分为几类?各有何特点?白炭黑表面有什么基团?气相法白炭黑和沉淀法白炭黑结构上有什么不同?
15．干法白炭黑的粒径大小和硬质炭黑相近，为何其补强性较差?
16．何谓短纤维?从材质上讲，一般有哪些种类短纤维?
17．分析下列化合物中哪一种可能在表面含羟基的白炭黑与二烯烃橡胶之间起偶联剂的作用?哪些能起到对碱性无机填料与二烯烃橡胶之间的偶联作用?
①CH2=CH-(CH2)15-COOH ②CH3-CH2-(CH2)15-CH2OH
③CH3-(CH2)15-CH=CH2 ④CH2=CH-CH2-Si-(OCH3)3
18．炭黑在橡胶中为何有最大填充量?若实际用量超过该最大值后会怎样?
19．计算HAF在BR中的最大填充量∶
条件∶①HAF的DBP吸油值为120ml/100g，比表面积为76m2/g，结合橡胶厚度为45埃(并假设是平面的)，比重1.86g/cm3，②BR比重为0.92g/cm3。
20．根据用途选择一种填料∶
①制造矿山地区砂石路面上使用的载重车胎面胶
HAF-HS SRF HAF MT 沉淀法碳酸钙 陶土
②某胶硫化速度快，要求选一种对硫化速度有减缓作用的补强剂
ISAF HAF EPC FEF FT
③药用瓶子的瓶塞
CaCO3 SRF BaSO4
④乙丙橡胶与天然橡胶并用做白色胎侧胶
白炭黑 沉淀法CaCO3 GPF 陶土
21．用大分子滑动理论解释炭黑对橡胶的补强作用
22．①最常用的表征填料对橡胶补强作用大小的指标是什么?怎样测定和计算?
②分析Canneen和Russell方程中a的意义
23．写出下列缩写和名称的英文全名∶
SAF ISAF EPC MPC FEF GPF MT HAF SRF SAF-HS SAF-LS 白炭黑 碳酸钙 聚集体 凝聚体 结合胶 吸留胶 隧道效应 偶联剂 应力软化 短纤维 硅烷偶联剂
24．通常所说的硬质炭黑和软质炭黑各包括哪些品种，有何特点?
25．可用哪些方法来提高白色填料的补强性?
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