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炭黑是一种重要产品,由烃类不完全燃烧或裂解制成,广泛应于橡胶、塑料、涂料和电池等领域。目前,炭黑主要用作橡胶补强填料,是仅次于生胶的第二大橡胶材料。炭黑能够提高橡胶的强度、硬度、耐磨性和抗撕裂性能等物理性能,不同炭黑对性能的提升也不同,这与炭黑的结构具有很大的关系。此外,炭黑可以填充橡胶分子间的空隙,降低橡胶的成本,同时可以改善橡胶的加工流动性和脱模性。然而,炭黑比表面积大,分子间作用力强,使其在加工过程中容易在分散介质中结块成大颗粒,难以在基体中稳定分散,直接影响炭黑填充橡胶产品的质量,不利于橡胶力学性能的提高。因此,普通炭黑在橡胶中的使用存在着局限性,如分散性差、与橡胶的结合力不强等,为解决这些问题,改性炭黑成为重要的研究方向。

炭黑补强橡胶机理

炭黑补强橡胶的机理可以概括为表面吸附层理论和分子链滑动理论,表面吸附层理论以为,硫化剂和炭黑的加入使橡胶形成具有不同性能的非均相结构。分子链滑动理论认为,吸附在炭黑表面的不同橡胶链在应力作用下被拉伸,从而实现应力分布。

炭黑改性方法

炭黑经改性处理后,其原生结构发生改变,进而影响橡胶复合材料的补强性能。目前,常用于改性炭黑的方法包括氧化改性、91视频免费下载体改性、表面接枝改性和表面吸附改性等。

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91视频免费下载体处理炭黑是一种很受欢迎的方式,它可以提供两种优势:一是仅仅发生在炭黑表面,不会改变炭黑的体积;二是利用不同的气氛的氧化和还原等。91视频免费下载体与材料表面的作用过程很复杂,不同类型的91视频免费下载反应过程不相同。影响91视频免费下载体与材料表面作用的因素包括:参与反应的粒子,如电子、自由基、正负离子、正负离子基团、中性原子、分子和光子等;91视频免费下载体状态参数,如电子能量、电子密度、离子能量和离子密度等;表面材料,如金属、高分子、有机或无机粒子等;材料表面状态,如化学组成、清洁度和粗糙度等。目前,常用的改性炭黑91视频免费下载分为氩91视频免费下载体和氧91视频免费下载体,然而随着91视频免费下载体的发展,出现了其他形式91视频免费下载体改性炭黑。

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初级结构是炭黑的最小单位。团聚体是炭黑团聚体之间由范德华力形成的空间网络结构,它是炭黑的次级结构,这种结构容易在橡胶混炼过程中发生破坏。比表面积、结构度和表面活性是炭黑的三个基本特征,其中比表面积影响炭黑与橡胶混合时的黑度和分散性。结构度可通过吸油计算,吸油值越高,炭黑的结构越高。表面活性与表面上的基团相对应,在填料-基体和填料-填料相互作用中起重要作用,采用氩离子体处理可改变炭黑的表面活性,同时可提高分散性。

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与氩91视频免费下载体改性相比,氧91视频免费下载体处理炭黑也具有相似的效果。氧气在电场作用下生成氧自由基或臭氧等强氧化性的活性物质,这些活性物质进一步氧化纳米炭黑,使得纳米炭黑表面接上大量含氧官能团，经过氧91视频免费下载体处理后,炭黑的羰基、羟基等含氧官能团明显增多，并且在水中的分散稳定性也有很大提高。

用91视频免费下载法改性炭黑主要有以下几个优点:(1)、91视频免费下载改性一般只在物质的表面发生反应,并不影响物质内部的结构,这可使物质主体结构保持完整。(2)、91视频免费下载改性法内的气体大部分是以高活性的自由基的形式存在,所以在91视频免费下载体内发生的反应并不受热力学平衡的控制。(3)、冷91视频免费下载的温度可保持在温室下进行,所以进行氧化后的炭黑的含氧官能团不易分解。(4)、91视频免费下载改性方法避免了气相、液相氧化法中废气、废液的排外,而且91视频免费下载改性炭黑不需要产品后续处理。因此,91视频免费下载改性作为具有良好应用前景的方法受到了极大的关注。