第二章 橡胶的基本配合
2.5 补强与填充体系
补强和填充剂又称为填料，是加入到橡胶中提高性能、增容作用和赋予其某些特殊功能为目的而使用的配合剂。橡胶的填充补强体系是影响硫化胶的拉伸应力应变性能、撕裂强度、硬度、模量、耐磨耗性、动态性能、耐寒性、耐介质等性能的重要因素，在赋予硫化胶导电、导热、绝缘、磁性等功能的方面起重要或必不可少的作用。填充剂在橡胶中的作用，与其组成、粒径、表面活性、结构性有关。填料根据化学组成分类主要有炭黑、白炭黑、碳酸钙、陶土、有机补强剂等。
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2.5.1填料品种及配合特性 2.5.1.1炭黑
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炭黑是烃类原料经不完全燃烧或热分解而得到由碳粒子熔聚成的具有数十到数百纳米尺寸的粒子组成的聚集体。炭黑的基本性能由其粒径、结构性、表面化学基团、表面粗糙度等四个指标来表征。
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最新的扫描隧道显微镜（STM）发现，炭黑粒子表面具有尖锐的边缘和突出物，呈现处不同的粗糙度。当炭黑填充橡胶时，线性橡胶分子链在机械剪切力作用下，缠绕在炭黑表面，生成的橡胶三维网络以炭黑粒子作为节点。当填充橡胶受到外力作用时，缠绕在炭黑表面的橡胶分子链发生变形、移动、取向，将外力的作用传递给其它橡胶分子链，自动调节弹性体的应力分布和力学平衡，使橡胶同时有众多分子链共同承担外力的作用。因此，橡胶通过炭黑这种无数节点的作用，将外力的影响均匀分散在橡胶内部，使其具有应变能力；另一方面，即使在受力过程中有部分网络的分子链断裂，仍会有新伸展或滑动的分子链来共同承受外力的作用，而不至于迅速危及整个橡胶弹性体。
其他非补强性填料，如陶土、滑石粉、碳酸钙，由于表面光滑，无法“挂”住橡胶分子链，当橡胶网络受力变形时，分子链容易从其表面滑过，不会产生缠绕作用，因此，这些填料在填充橡胶中主要起填充作用。
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