炭黑对天然橡胶性能的影响引言天然橡胶具有良好的力学性能和加工性能，一直在橡胶制品中被广泛使用。但是，由于在使用天然橡胶过程中长期受到不同的载荷的作用，橡胶的耐磨性以及压缩疲劳生热性能受到广泛的关注。炭黑作为一种最常用的补强剂，对橡胶制品的影响规律是随橡胶制品的使用机理变化而变化的。本工作的主要任务是研究炭黑含量对天然橡胶的加工性能、耐磨性以及压缩生热的影响。通过在胶料中加入不同份数的炭黑，研究胶料的力学性能和工艺性能随炭黑用量变化的变化情况。通过实验得出炭黑用量对天然胶耐磨性、加工性能以及压缩疲劳的影响，得出橡胶试样综合性能最优时的炭黑的份数，从而提高胶料的综合性能。1.文献综述1.1本工作所用材料及应用两大成分构成天然橡胶（NR），一是橡胶成分，二是非橡胶成分。顺式-1,4-聚异戊二烯主要构成了橡胶烃，其橡胶烃含量在90%以上，非橡胶烃包括少量的蛋白质，脂肪酸，糖分和灰分等。其分子量的范围较宽，因而，其也具有优良的加工性能以及力学性能，被广泛应用于各种橡胶制品中。天然橡胶的物理机械性能优异，大都可以在常温下使用。1天然橡胶耐磨性能优异，高弹性，动态生热低，有较好的耐屈挠性。作为非极性橡胶，天然橡胶具有高超的电绝缘性，有比较好的耐碱性能，但是不耐浓强酸，在非极性溶剂中能溶胀，也有较好的自粘性。良好的化学特性也是天然橡胶的一大特点，因其含有不饱和双键，易与很多物质发生化学反应。添加防老剂以后，天然胶纵使曝晒近两个月，物性变化也并不显著。在常温下可以长时间使用而不变质。天然橡胶综合性能良好，是性能优异的自补强橡胶，由于天然橡胶门尼粘度较高，因此需要对其进行塑炼，使其可塑度提高，改善其加工性能。天然橡胶的硫化温度不宜过高，若温度较高，胶料容易发生硫化返原现象。天然橡胶主要应用于轮胎，胶管，输送带，胶鞋等制品。对于某些特殊用途的橡胶，采取特种胶和天然胶并用的方式改善其性能。由于天然橡胶在使用过程中长期受到不同的载荷的作用，橡胶的耐磨性、压缩疲劳生热性和动态疲劳性能受到广泛的关注。彭旭东等人总结了轮胎在使用中的磨耗机理，分析了不同使用条件下轮胎的耐磨性的优劣。结果表明，炭黑对轮胎所用橡胶的影响规律是与轮胎使用和对应的磨耗机理密切相关的。陆永俊等人讨论了橡胶的种类和性能对轮胎压缩生热和动态疲劳性能的影响结果表明，加入结构度相近、粒径不同的炭黑对压缩生热2量有不同的影响。朱永康总结炭黑近期的应用研究进展，介绍了不同种类炭黑研究的的进展，其中包括低滞后炭黑反向炭黑和低吸碘HAF炭黑，它们是经过不同改进工艺的炭黑新品种，利用炭黑表面改性的新技术，用来改善炭黑与橡胶之间相互作用。1.2填料与橡胶间的相互作用在橡胶中加入补强型的填料可以使橡胶具有一些良好的特性，其力学特性能够被迅速提升。并且，添加一些填料之后，天然橡胶更会产生某些功能特性，除了良好的加工性能之外，同时又可以降低产品的成本。炭黑是目前橡胶制品中最为重要的补强性填料。如果伸张疲劳，那么填料与橡胶界面层之间的橡胶就是其之间最大应力的聚集地。在橡胶与填料之间有着较弱的橡胶材料，如果伸张疲劳时，就会在界面的地方产生空穴，橡胶自身未受到损坏。一般情况下，填充的混炼胶中其良溶剂不能溶结一部分橡胶，这部分就是结合橡胶。结合橡胶会促使橡胶材料提高其特性，这是由于，补强填料会和橡胶融合，而这样会分散补强材料，使填料粒子不会相互的集中在一块，这样就使填料粒子分散的更加均匀。1.3炭黑的性质炭黑是一种无定形碳，是一种表面积非常大的极细的3黑色粉末。它是由是含碳物质在空气不足的条件下经不完全燃烧或热解而得的产物。以下是对炭黑进行分类的标准以制造时用的方法粉为依据，可分为新工艺炭黑、炉法炭黑、接触法以及热裂法炭黑；按作用分为硬质炭黑和软质炭黑；按ASTM分类法分为超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑、高耐磨炉黑等。炭黑在橡胶制品中主要用作补强剂，是目前最为广泛使用的补强剂。炭黑逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。炭黑是目前世界橡胶工业原材料耗用量仅次于生胶的材料。炭黑的耗用量一般占橡胶耗用总量的...
