[基础知识]炭黑分散度的控制

ucan

碳黑分散度的控制
' S$ {  \$ i- r
" y; b9 }$ e( ~* i9 x+ i% l1、简介
    众所周知，填料的分散度是橡胶制品的一项重要的参数。一方面，制品的物理性能与分散度有直接的关联；另一方面，分散度揭示了橡胶的混炼水平。
$ T1 a7 ?: a; X$ D5 O    橡胶加工者的共同目标是，以最经济的加工过程来获取符合客户要求的性能。我们相信，橡胶填料的分散度的监控是实现此共同目标的有效手段之一。
' R# m% R: |' L2 d1.1橡胶加工的要求
, p9 T0 l: Q, d) c; B4 |) n    一个橡胶配方的设计，不管是作为耐磨耗制品或是密封制品，其加工都必须满足以下要求：
    1）一致性的填充剂分散
# S- n* G( t, z3 S! K# I, A    2）大的分散不良颗粒的控制
    3）加工的均一性
! G  f# `# r: V7 L" Q5 s. `    4）最合适的混炼时间
" j' \7 ^1 `' f9 d    以上因素将直接影响制品的性能。例如，耐磨耗制品（胶带、轮胎）中，大的分散不良颗粒的存在将显著降低磨耗性能。

2、橡胶混炼加工的控制与影响

2.1填充剂的分散
    填充剂的分散情况直接影响制品的服用性能。例如，分散不良将导致某些制品的弹性模数降低、寿命缩短。而过度的分散也会造成诸如强度损失等问题。
2.2分散不良的大颗粒
3 @" c2 _3 Y( g$ k( B    直径小于25μm的颗粒主要影响制品的强度、弹性等；直径25μm~35μm的颗粒与制品的耐疲劳性能有直接的联系；而更大的颗粒将会直接形成制品的表面或内部缺陷，或成为受力制品的裂痕产生点。
& Q2 ?7 B6 e- o6 c7 E4 K8 A2.3加工的均一性
    提高每手料的均一性，可以降低加工过程中的调整费用，稳定产品质量。例如在挤出加工时，若混炼胶的均一性不佳，会导致尺寸不稳定、表面缺陷等，工艺难度加大。
& v/ ~; G; c+ J9 }9 Z2.4混炼时间
6 _0 u/ C, L" Z( C  {    橡胶的混炼是一个昂贵的加工过程。混炼不足则无法获得需要的产品物性；过度混炼又会导致成本提高、物性损失或造成死料。
    由于分散度可被用于以上因素的控制，因此分散度的检测对于橡胶加工者具有重大的意义。

3、分散度的测量
3.1分散度的检测方法
    目前，已知的碳黑填充橡胶的分散度测定方法主要有以下几类：
    1）电导率法    测量橡胶的电阻从而间接了解其分散情况。
9 m8 v  }. u2 d! B    2）机械法      测量橡胶切割面的粗糙度来判定分散度。
0 c: c9 p# s. K- g2 q+ T2 k& V) n    3）光学法     
        反射光法  显微观察橡胶断面的影象，与标准照片对比。  
        透射光法  显微观察橡胶微米级切片，与标准照片对比或计数。
7 j: ^* v: h" ?& D    4）其它方法
& D0 r2 W; _, r& p& O- F3.2反射光法
    反射光法的优点是试样制备简单，测量过程较快，结果容易理解（如ISO11345）。但实际使用中存在以下的问题：
7 _8 s9 E& s: H- C- J* Q7 _    1）操作者主观性因素
- P" z  e# K6 [: i    2）测量面积的代表性因素
    3）测量结果与实际分散度的偏差
% i7 E# J4 P: P    由于以上因素的影响，使得橡胶加工者难以把分散度作为加工控制参数来使用。那么，如何加以改善呢？
' V# d  |, a1 E+ P( u0 j) S! }    使用恒定的投射光
3 F+ P: j2 s: h7 G- `2 c- l( {    1)优化的、恒定的放大倍率
8 [: ~5 J' h4 u    2)内置的参考图片，与被测试的图片并列
    3)数字化影象技术，可以实现自动测量
    4)增加测量面积，提高可比性
" e# ?; ^/ R, G- ?    5）参考图片基于试样同类配方
# E! _8 A: ^3 D3 L" X3 g( \1 y7 c( k    正是基于以上对反射光法的进一步改进，台湾优肯科技股份有限公司提供的UD－3500分散度仪已经在此领域确立了其国内领先地位。
3 u) w* u! I1 V! [  G& s
! ~- O9 N9 M* G( n/ }' ^4、UD－3500炭黑分散度仪
; ~) l8 J3 B. Y- r4.1仪器的组成
5 }, ]" E3 Q9 S. [: yUD－3500分散度仪由主机、电脑及显示器、切具三部分组成。主机用于获得数字化的试样图片，并可将其在显示器的左半屏显示。主机内存储了标准参考图片（例如ISO11345的10级标准照片），可以逐张在显示器的右半屏显示。主机也可以存储多套测试方法的参考图片，并可以建立用户自己的参考图片。分散度仪与电脑通讯，从而完成诸如打印试样图片、获得实验报告等任务。可以实现分散度的自动测量，并且可以提供大颗粒的检测报告。专用切具可以简便快速地获得符合要求的试样切面。
$ O, Y8 C5 \& B& b6 \# D& K
5 U6 ?8 X; v# Z2 O测试报告表

4.2 UD－3500分散度仪的优点
1)使用国际流行的测试标准，先进且易于交流。
4 o4 P0 O6 A- ~+ |2)测试过程快速、准确，人为因素影响较小。
3 W9 w+ X) T1 p# V) \4 Z# m3)测试数据可以作为混炼机的工作状态参数。
4)用电脑处理，便于参考图片、试样图片的储存与管理。
5)用户可以按目标极限值法建立自己的参考图片。
6)测试数据直接传递到电脑，便于分析、管理。
% k2 s! f) q/ C3 @1 s6 y1 M5、控制填料分散水平
目前，国际橡胶业界已经普遍使用分散度仪来获得分散度的数据，并以此来控制填料的分散水平，以及取得最经济的混炼工艺。
5 p3 P: |9 \2 X1 z- T. KA基本功能：
1）应用分散度的数据分析，判断混炼机的工作状态。
9 i* a. |! M2 p2）快速获得分散度的数据；
3）建立自己的监控标准体系；
4）确定最经济的混炼工艺点，降低生产成本；
5）快速获取胶样的图片并直接储存于电脑；
B智能分析功能：
1)带有自动判读功能，人为因素影响最小；
" H/ W; ~: C: l: e* b+ f) G2)快速获得颗粒分布的数据，便于进一步深入研究，提高产品的质量水平；
3)所有测试数据及图片都可以直接传送到电脑或网络，便于现代化的生产管理。
! m, r; U  G& o, z' l# ]    总而言之，使用功能强大的仪器将使分散度的检测更加便捷、准确，将使生产过程控制更加完善、科学，使橡胶的加工更有效率，从而生产出低成本、高品质的产品。


关于橡胶炭黑分散度检测的国际国内标准，可以参考 "cago"的文章
http://bbs.sto.net.cn/viewthread.php?tid=3956
另外也可以参考炭黑分散度的应用

wuping

谢谢楼主分享

wangzhong

谢谢

jwm700

谢谢

nc88

压缩包里无效．．．[em16]

chengcheng

下载了无内容[em6][em7]
[em3][em5]

banbijiangshan

谢谢楼主分享!

Hmilyjun

了解一下先进的东东，楼主，上传的文件无效啊！！

ucan

TO:nc88,chengcheng,banbijiangshan&Hmilyjun
非常感谢您们的提示，已经更正好了，可以下载了，谢谢！

Royalene

好文章得顶一个。