炭黑分散程度对胶料性能的影响和表面活性剂的作用

 实践证明，随着炭黑在橡胶中分散程度的提高，胶料的耐磨性、扯断强度和扯断伸长率增加，

胶料的定伸应力和门尼粘度下降，裂口增长减慢。因此提高配合剂在胶料中的分散程度，

是确保胶料质地均一和制品性能优异的关键。

    分散程度的提高与配合剂的表面性质有着重要的联系。配合剂类别虽多，但依据配合剂表面性质基本上可分为两类。

一类是亲水性配合剂，如碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、陶土、氧化锌、氧化镁、氧化钙、锌钡白(立德粉)及其他碱性无机物等

。这类配合剂因粒子表面特性与生胶不同，两者界面极性相差较大，与生胶作用活性小，不易被橡胶所湿润，混炼难以均匀分散。

另一类为疏水性(亲胶性)配合剂，如各类炭黑及各种有机配合剂等，这类配合剂粒子表面特性与橡胶接近，两者界面极性相差较小，

与生胶作用活性大，易被橡胶湿润，较易分散，因此混炼效果较好。


为了提高亲水性配合剂的分散程度，必须对亲水性配合剂的表面进行化学改性。如表面活性剂硬脂酸、高级醇、含氮有机化合物、某些树脂和增塑剂等，在混炼中能湿润粒状配合剂的表面，降低橡胶的表面张力，增大对生胶的亲和性，有利于配合剂的分散。
    表面活性剂大多为具有两性分子结构的有机化合物，其中一部分含有一OH、-NHi,-COON、-NOZ、-NO和一SH等极性基团，具有极性，有亲水性。另一部分为非极性碳氢键或苯环式烃基结构，具有非极性，有疏水性。当表面活性剂处于亲水性配合剂表面时，其亲水性基团一端向着配合剂粒子，并产生吸附作用，而使其疏水性一端向外，从而使亲水性配合剂粒子表面变成疏水性表面，因此，改善了与橡胶之间的湿润能力，提高了分散效果。
    对亲水性配合剂陶土、碳酸钙通过脂肪酸类物质或其他表面活性剂处理(表面活化)后，所得产品为活性陶土、活性碳酸钙，它们也能很好地被橡胶湿润，在胶料中获得良好的分散性，从而提高了对橡胶的补强效果。故在混炼时，一般先加入硬脂酸以及固体软化剂，能起到一定的表面活化作用。
    表面活性剂又是一种良好的稳定剂，能稳定细粒子填料在齐在胶料中的分散状态，使之不致结聚，从而提高了胶料的稳定性。