气相法白炭黑是
硅橡胶自粘带补强体系的关键原料,其原生粒径(5~50nm)与表面羟基密度(2~3 个 /nm²)直接影响补强效果。未改性白炭黑因表面羟基间的氢键作用易形成团聚体,导致胶料出现 “结构化” 现象(门尼粘度经停放后上升>20%),需通过硅烷偶联剂(如 KH-550、Si-69)进行表面改性。
改性工艺采用干法混合,将白炭黑与偶联剂按 100:3~5 的质量比投入高速混合机,在 120~150℃下搅拌 30~60 分钟,使偶联剂的烷氧基与白炭黑表面羟基发生缩合反应,降低表面能至≤30mN/m。改性后的白炭黑通过透射电镜(TEM)观察,团聚体粒径可控制在 100~200nm,在硅橡胶基体中形成均匀分散的 “海岛结构”,使胶带撕裂强度从纯胶的 5kN/m 提升至 20kN/m 以上。
白炭黑添加量通常为生胶质量的 30%~50%,添加量过低补强效果不足,过高则导致胶料流动性下降,压延成型时厚度偏差超过 ±0.05mm。通过 Brabender 转矩流变仪监测混炼过程中的平衡转矩(20~40N・m),可实时评估分散效果,确保补强体系与硅橡胶基材协同作用。