炭黑是一種黑色的細(xì)粒狀物質(zhì)，是由煙煤、石油焦等碳質(zhì)原料經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤饣蜓趸苽涠傻?。炭黑在橡膠工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，可以提高橡膠的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐老化性和耐候性等性能。本文將從炭黑的種類、結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理等方面來(lái)介紹炭黑是如何提高橡膠性能的。
一、炭黑的種類
炭黑的種類很多，按照制備方法可以分為熱解炭黑、熱氧化炭黑、熱解熱氧化復(fù)合炭黑、沉淀炭黑和氣相法炭黑等;按照結(jié)構(gòu)可以分為球形炭黑、鏈狀炭黑、板狀炭黑和纖維狀炭黑等。其中，球形炭黑是應(yīng)用最廣泛的一種，其顆粒形態(tài)規(guī)則，比表面積大，分散性好，易于與橡膠分子相互作用，因此具有很好的增強(qiáng)作用。
二、炭黑的結(jié)構(gòu)
炭黑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由碳元素和少量的氧、氫、氮等元素組成。炭黑的表面具有很多活性官能團(tuán)，如羥基、羰基、酸基等，這些官能團(tuán)可以與橡膠分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而提高橡膠的強(qiáng)度和硬度等性能。
三、炭黑的作用機(jī)理
炭黑在橡膠中的作用機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面：
1.填充作用
炭黑具有很高的比表面積和孔隙率，可以填充橡膠分子之間的空隙，增加橡膠的密度和硬度，從而提高橡膠的強(qiáng)度和耐磨性等性能。
2.增強(qiáng)作用
炭黑的表面具有很多活性官能團(tuán)，可以與橡膠分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而增強(qiáng)橡膠的強(qiáng)度和硬度等性能。
3.抗老化作用
炭黑可以吸收紫外線和其他有害光線，防止橡膠老化和劣化，從而提高橡膠的耐老化性和耐候性等性能。
4.導(dǎo)電作用
炭黑具有良好的導(dǎo)電性能，可以在橡膠中起到導(dǎo)電作用，防止靜電積聚和火災(zāi)等危險(xiǎn)。
四、炭黑的應(yīng)用
炭黑在橡膠工業(yè)中應(yīng)用廣泛，主要用于輪胎、橡膠管、橡膠板、密封件、橡膠鞋等制品中。其中，輪胎是炭黑應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，炭黑的添加量一般在20%~30%之間，可以提高輪胎的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐老化性等性能。
炭黑是橡膠工業(yè)中不可或缺的一種填料，可以提高橡膠的性能，延長(zhǎng)橡膠制品的使用壽命，為人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了很大的便利。
