工业输送带填料过程的最新流变分析

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在输送带混炼过程中，橡胶渗入炭黑聚结体的空隙中，造成高浓度的炭黑一橡胶团块，然后，炭黑一橡胶团块在剪切应力和拉伸形变的作用下被搓开，颗粒尺寸变小并分散在胶料中，在混合或湿润阶段，由于炭黑的粒径一般都较小，比表面积很大，橡胶与炭黑的总接触面积就会非常大，显然，要使传送带橡胶能全部包围炭黑颗粒的表面，而且还要渗入炭黑聚结体的空隙中，造成高浓度的炭黑一橡胶团块，这就要求胶料具有很好的流动性，而且炭黑的结构性要低，比表面积要小；

在分散阶段，需要较大的剪切力作用，通常的炭黑不是以单独的聚结体而是以聚集体也称为附聚体二次结构的形式存在，这些聚集体是由许多聚结体粒子通过范德华力结合而成的，聚结体之间存在着内聚力，混炼时必须克服内聚力才能达到分散目的，因此，分散过程则是一个复杂的流变过程，流变分析和实验结果表明以下几点：

①增大胶料黏度和提高切变速率都可增大剪切力克服聚结体之间内聚力的作用，从而强化分散的作用；

②炭黑聚集体在橡胶带胶料中的分散状态以微米级大小存在时，对硫化胶性能有不好的影响，但最有害的还是尺寸在标准以上的粒子，因此混炼操作只能要求胶料达到保证硫化胶获得必要的物理机械性能的最低分散程度，并能正常进行后面加工操作所要求的最低可塑度，通常按标准控制90%以上的炭黑的分散尺寸在标准以下，就可以认为炭黑的分散状态是均匀的；

③为满足混合胶料要求低黏度，而分散则要求胶料高黏度这两种互相矛盾的要求，正确选择橡胶的可塑度、流动性和混炼温度就显得非常重要了；

配合剂加人生胶后，经过混炼加工，其粒子初始直径将发生变化，粒子实际分散直径大于、等于和小于初始直径的三种情况都可能存在，输送带厂家经过研究结果表明，混炼时使配合剂粒子的分散直径在规范要求以下是制备性能良好的混炼胶的必要条件，但混炼胶又与一般胶态分散体系不同，首先表现为橡胶的黏度极高，致使胶料的某些特性如热力学不稳定性在一般情况下不太显著，其次，再生胶和增塑剂等组分与橡胶能互容，从而构成了混炼的复合分散介质，而硫黄等组分在常温下也可以部分地溶解于运输胶带的橡胶中，最后，细粒状配合剂与输送皮带橡胶在接触界面上已产生了一定的化学和物理的结合，这种结合甚至在胶料硫化以后仍能继续保持，对胶料和硫化胶性能有着重要的影响，从这个意义上看，混炼胶与塑炼胶有着明显的不同，而与硫化胶在结构特性和力学性能上有些相似，但是，混炼胶和硫化胶也不相同，它仍然具有线型聚合物的塑性流动特性，因此，可以认为混炼胶是一种具有复杂结构特性的胶态分散体；
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