混炼胶是由粒状配合剂(如炭黑、促进剂、填充剂等)分散于生胶中组成的分散体系。在分散体系中,生胶的分散呈连续状态,称为分散质,粒状配合剂为分散相。
混炼胶不同于一般的胶体分散体系:
(1)橡胶的粘度很高,胶料的热力学不稳定性在一般情况下不太显著;
(2)某些组分(如再生胶、增塑剂等)与橡胶能互容,从而构成了混炼胶的复合分散介质;
(3)粒状配合剂(如炭黑合促进剂等)与橡胶在接触界面上产生了一定的物理和化学结合,这对胶料和硫化胶的性能起着重要的影响。
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。
炭黑与橡胶混炼后形成的补强结构,对胶料和硫化胶的力学性能和流变性能等都有较大的影响。
1.炭黑网络结构
炭黑与橡胶混炼时,形成炭黑—橡胶聚集体,聚集体在剪切力的作用下逐步分散。当混炼胶中炭黑的用量较高时,炭黑通过链状结构相互连结,构成炭黑网络。
炭黑网络结构的体现:(a)Payne效应;(b)混炼胶比纯胶具有较高的导电性。
2.吸留橡胶结构
混炼时,形成吸留橡胶。在混炼过程中,受剪切力的作用,吸留橡胶的一部分或大部分被重新释放出来。但是,吸留橡胶多少都会部分地保留在炭黑聚集体中,成为混炼胶填料的一部分。
3.炭黑结合橡胶
炭黑结合橡胶对胶料的性能影响很大,可提高硫化胶的模量、耐磨性以及减少滞后生热等。
4.可溶胶
结合橡胶在混炼胶中只占一小部分。而大部分橡胶未与炭黑结合,称为可溶胶。这两部分橡胶对混炼胶的物理性能都有贡献。