在輸送帶混煉過(guò)程中,橡膠滲入炭黑聚結(jié)體的空隙中,造成高濃度的炭黑一橡膠團(tuán)塊,然后,炭黑一橡膠團(tuán)塊在剪切應(yīng)力和拉伸形變的作用下被搓開(kāi),顆粒尺寸變小并分散在膠料中,在混合或濕潤(rùn)階段,由于炭黑的粒徑一般都較小,比表面積很大,橡膠與炭黑的總接觸面積就會(huì)非常大,顯然,要使傳送帶橡膠能全部包圍炭黑顆粒的表面,而且還要滲入炭黑聚結(jié)體的空隙中,造成高濃度的炭黑一橡膠團(tuán)塊,這就要求膠料具有很好的流動(dòng)性,而且炭黑的結(jié)構(gòu)性要低,比表面積要;
在分散階段,需要較大的剪切力作用,通常的炭黑不是以單獨(dú)的聚結(jié)體而是以聚集體也稱為附聚體二次結(jié)構(gòu)的形式存在,這些聚集體是由許多聚結(jié)體粒子通過(guò)范德華力結(jié)合而成的,聚結(jié)體之間存在著內(nèi)聚力,混煉時(shí)必須克服內(nèi)聚力才能達(dá)到分散目的,因此,分散過(guò)程則是一個(gè)復(fù)雜的流變過(guò)程,流變分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明以下幾點(diǎn):
①增大膠料黏度和提高切變速率都可增大剪切力克服聚結(jié)體之間內(nèi)聚力的作用,從而強(qiáng)化分散的作用;
②炭黑聚集體在橡膠帶膠料中的分散狀態(tài)以微米級(jí)大小存在時(shí),對(duì)硫化膠性能有不好的影響,但最有害的還是尺寸在標(biāo)準(zhǔn)以上的粒子,因此混煉操作只能要求膠料達(dá)到保證硫化膠獲得必要的物理機(jī)械性能的最低分散程度,并能正常進(jìn)行后面加工操作所要求的最低可塑度,通常按標(biāo)準(zhǔn)控制90%以上的炭黑的分散尺寸在標(biāo)準(zhǔn)以下,就可以認(rèn)為炭黑的分散狀態(tài)是均勻的;
③為滿足混合膠料要求低黏度,而分散則要求膠料高黏度這兩種互相矛盾的要求,正確選擇橡膠的可塑度、流動(dòng)性和混煉溫度就顯得非常重要了;
配合劑加人生膠后,經(jīng)過(guò)混煉加工,其粒子初始直徑將發(fā)生變化,粒子實(shí)際分散直徑大于、等于和小于初始直徑的三種情況都可能存在,輸送帶廠家經(jīng)過(guò)研究結(jié)果表明,混煉時(shí)使配合劑粒子的分散直徑在規(guī)范要求以下是制備性能良好的混煉膠的必要條件,但混煉膠又與一般膠態(tài)分散體系不同,首先表現(xiàn)為橡膠的黏度極高,致使膠料的某些特性如熱力學(xué)不穩(wěn)定性在一般情況下不太顯著,其次,再生膠和增塑劑等組分與橡膠能互容,從而構(gòu)成了混煉的復(fù)合分散介質(zhì),而硫黃等組分在常溫下也可以部分地溶解于運(yùn)輸膠帶的橡膠中,最后,細(xì)粒狀配合劑與輸送皮帶橡膠在接觸界面上已產(chǎn)生了一定的化學(xué)和物理的結(jié)合,這種結(jié)合甚至在膠料硫化以后仍能繼續(xù)保持,對(duì)膠料和硫化膠性能有著重要的影響,從這個(gè)意義上看,混煉膠與塑煉膠有著明顯的不同,而與硫化膠在結(jié)構(gòu)特性和力學(xué)性能上有些相似,但是,混煉膠和硫化膠也不相同,它仍然具有線型聚合物的塑性流動(dòng)特性,因此,可以認(rèn)為混煉膠是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性的膠態(tài)分散體;
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