锆珠研磨炭黑如何达到提高性能的效果？
2023-09-19
CBp、研磨改性CBp和炭黑N774的粒径分布对比见图3。从图3可以看出：炭黑N774的粒径最小，粒径分布范围为200～800nm；CBp的粒径分布在800nm到10μm之间，其中，粒径为1μm的颗粒最多；YCBp1和YCBp10的主峰向粒径减小方向移动，YCBp1的粒径分布在700nm到1.5μm之间，YCBp10的粒径分布在400nm到1.5μm之间。由此可知，使用氧化锆珠研磨可有效减小CBp的粒径，研磨时间越长，CBp粒径越小，但是研磨对CBp的改性效果有限，研磨很难使CBp的粒径达到普通炭黑的粒径水平.
研磨改性CBp补强SBR胶料的性能
门尼粘度和硫化特性
CBp、研磨改性CBp和炭黑N774补强SBR胶料的门尼粘度和硫化特性参数对比见表3。表3CBp、研磨改性CBp和炭黑N774补强SBR胶料的门尼粘度和硫化特性参数对比项目CBpYCBp1YCBp10炭黑N774门尼粘度[ML（1＋4）100℃47484951硫化仪数据（150℃）FL/（dN·m）2.73.02.82.9Fmax/（dN·m）40.842.143.642.3Fmax－FL/（dN·m）38.139.140.839.4t10/min3.03.13.34.2t90/min13.513.714.015.1从表3可以看出，CBp，YCBp1，YCBp10胶料的t10和t90差异并不大，CBp，YCBp1，YCBp10胶料的t10和t90比炭黑N774胶料短，即加工安全性降低，硫化速度快。与CBp胶料相比，YCBp1和YCBp10胶料的门尼粘度增大，说明研磨改性CBp的粒径减小，导致炭黑与橡胶的作用增强。但是YCBp1和YCBp10胶料的门尼粘度仍比炭黑N774胶料的门尼粘度小。Fmax－FL表征交联程度，其与炭黑粒径、炭黑活性及炭黑与橡胶之间的作用紧密相关。CBp研磨时间越长，其粒径越小，胶料的Fmax－FL也越大。
物理性能
CBp、研磨改性CBp和炭黑N774补强SBR硫化胶的物理性能对比见表4。从表4可以看出，与CBp硫化胶相比，YCBp1和YCBp10硫化胶的300%定伸应力和拉伸强度增大，拉断伸长率减小，撕裂强度相当。虽然YCBp10硫化胶的300%定伸应力达到9.7MPa，但仍低于炭黑N774硫化胶的300%定伸应力。由此可见，经研磨改性后CBp的补强作用提高，这与CBp粒径、比表面积、活性的变化密切相关。
结论：
研磨可有效减小CBp的粒径，有助于其在橡胶中更好地分散，且研磨时间越长，研磨改性CBp对SBR的补强作用越好，硫化胶的拉伸强度和撕裂强度提高。但是研磨对CBp的改性效果有限，研磨改性CBp的补强作用与炭黑N774相比仍有差距。
VTEO改性CBp对其补强的SBR胶料来说是把双刃剑。一定用量的VTEO可以有效改性CBp，改性CBp可以提高硫化胶的拉伸强度和撕裂强度，但是当VTEO用量过大时，过量的VTEO起增塑作用，反而降低了硫化胶的拉伸强度和撕裂强度。
主要设备和仪器氧化锆珠：氧化锆珠
球磨机：XQM-4L型立式实验小型行星球磨机，SK-160B型
开炼机：两辊开炼机
硫化机：XLB-D400×400型平板硫化机
电子显微镜：JSM-6700F型扫描电子显微镜（SEM）和JEOL-6700
粒度分析仪：MASTERSIZER3000型激光粒度分析仪
粘度仪：GT-7080-S2型门尼粘度仪
硫化仪：GT-M2000-A型硫化仪
拉力试验机：SI-3000型万能拉力试验机
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