大家都知道炭黑具有補(bǔ)強(qiáng)性，但是很少有人知道炭黑補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理是什么，本文就通過多方面為大家介紹炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理，像大家關(guān)注的炭黑對(duì)橡膠、混煉膠、硫化橡膠、天然橡膠的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理內(nèi)容是什么，本文都會(huì)為大家介紹。

簡(jiǎn)述炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理

炭黑補(bǔ)強(qiáng)作用主要是，炭黑的加入改變了橡膠的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了C相結(jié)構(gòu)，在硫化膠中，若炭黑得到較好的分散，并且每個(gè)炭黑粒子表面都形成C相結(jié)構(gòu)，C相起著骨架作用聯(lián)接A相和B相。構(gòu)成一個(gè)橡膠大分子與填料整體網(wǎng)絡(luò)，改變了硫化膠的結(jié)構(gòu)，因而提高了硫化膠的物理機(jī)械性能。

炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理表面吸附層理論

該理論認(rèn)為，炭黑與橡膠生成了微觀多相不均勻結(jié)構(gòu)，屬于一種復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理。

核磁共振研究證實(shí)，在炭黑表面有一層由兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)橡膠大分子結(jié)構(gòu)的吸附層。在緊鄰著炭黑表面的大約0.5nm的內(nèi)層，呈玻璃態(tài);離開炭黑表面大0.5-5.0nm范圍內(nèi)的橡膠有點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性，呈亞玻璃態(tài)，這層叫外層。這兩層構(gòu)成了炭黑表面上的雙殼層、雙殼層的厚度基本上是上述范圍，這個(gè)爽殼的界面層內(nèi)中的結(jié)合能必定從里向外連續(xù)下降，即炭黑表面對(duì)大分子運(yùn)動(dòng)性的束縛不斷下降，最后到橡膠分子不受束縛的自由狀態(tài)。

炭黑對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理

在混煉時(shí)橡膠分子斷裂成自由基，與炭黑表面的活性中心發(fā)生結(jié)合作用，或炭黑表面含氧基團(tuán)和自由基在硫化時(shí)與橡膠分子發(fā)生交聯(lián)作用形成化學(xué)結(jié)合。

炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理分子鏈滑動(dòng)理論

該理論的核心是橡膠大分子能在炭黑表面上滑動(dòng)，因此解釋了補(bǔ)強(qiáng)現(xiàn)象。炭黑粒子表面的活性不均一，有不少數(shù)強(qiáng)的活性點(diǎn)以及一系列的能量不同的吸附點(diǎn)。吸附在炭黑表面上的橡膠鏈可以有各種不同的結(jié)合能量，由多數(shù)弱的范德華力的吸附以至少量強(qiáng)的化學(xué)吸附。吸附的橡膠鏈段在應(yīng)力作用下會(huì)滑動(dòng)伸長(zhǎng)。

為什么白炭黑和炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性能好?

玖陸靈碳黑網(wǎng)認(rèn)為，因?yàn)橄鹉z是有機(jī)物，主要由C原子和H原子組成，而炭黑里面的C和白炭黑里面的Si，在元素周期表中都是屬于同一列，他們的原子核外面都是4個(gè)電子，就是說，他們?cè)谙鹉z混煉、硫化過程中，可能能夠參與到里面發(fā)生什么化學(xué)反應(yīng)，能夠與橡膠分子形成鍵，從而增強(qiáng)橡膠分子之間的結(jié)合力，而達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的效果。