Наполнители резиновых смесей

Наполнители полимерных материалов применяют для облегчения переработки полимеров и (или) улучшения эксплуатации свойств изделий, а также снижения их стоимости.

Наиболее распространенные наполнители – это высокодисперсные твердые продукты: техуглероды, мел, тальк, аэросил (окись кремния), графит, каолин и т.д.

Наполнители, улучшающие эксплуатационные свойства изделий, относятся к активным (усиливающими, упрочняющими), а волокнистые и листовые – армирующим.

Высокодисперсные наполнители совмещают с полимерами в смесителях или на вальцах, а затем перерабатывают прессованием, литьем под давлением и другими методами. Количество наполнителей в полимере варьируются в широких пределах, иногда в композициях высоконаполненных оно превышает содержание исходного полимера [10].

Тальк - природный гидросиликат магния Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂, белого цвета. Магний может быть частично замещен Fe, Ni,Al. Существует в виде листовых или тонкозернистых агрегатов, реже пластинчатых кристаллов. Не растворим в воде, минеральных кислотах, разлагается сплавлением со щелочами и карбонатами щелочных металлов (например, содой).

Диоксид кремния (кремнезем, кремниевый ангидрид) SiO₂. В природе – минералы кварц, тридимит, кристобалит, китит, коустит; t_пл. - 1728˚С, t_кип.-2590˚С. Не растворим в воде, кислотах, органических растворителях, взаимодействует со щелочами. Белая сажа, аэросил – наполнители в производстве резин.

Каолин – тонкодисперсная пластичная порода, состоящая в основном из каолинита Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈. Не растворим в воде и минеральных кислотах, при кипячении с концентрированной серной кислотой разлагается с образованием Al₂(SO₄)₃ и кремневых кислот. Применяется как наполнитель в производстве бумаги и резин.

Технический углерод (сажа) – высокодисперсный продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов, содержащихся в природных и промышленных газов, а также в нефтяных и каменноугольных маслах. Состоит главным образом из углерода (90%), содержит также 0,3-0,8% H₂, до 10% хелосорбированного O₂, 0,05-0,5% минеральных примесей.

Канальные или диффузионные сажи получают сжиганием газа или его примесей с маслом в камере с щелевыми горелками и последующим осаждением углерода технического из диффузионного пламени.

Термическая сажа получается путем термического разложения газа в генераторах без доступа воздуха.

Печные сажи получают сжиганием масла, газа или их смесей в печах с последующим охлаждением образовавшегося аэрозоля водой.

Свыше 90% производимого технического углерода применяется для наполнения резин в шинной промышленности. Технический углерод, как наполнитель, также широко использовался в производстве фармацевтических пробок, но в связи с тем, что сажи вошли в перечень веществ [11] канцерогенных для человека, его использование сократилось и рекомендованы предложения по его замене.

Усиление каучуков сажами – явление сложное и недостаточно исследованное. Резина – система многокомпонентная и неоднородная, в которой явление усиления и поперечного сшивания при вулканизации накладываются друг на друга. Роль сажи в усилении синтетических каучуков имеет большое значение, т.к. увеличило срок службы протекторов шин и других резиновых изделий. Свойство смесей и вулканизатов по-разному изменяются в присутствии сажи [5,12,13].

Дата добавления: 2015-10-24