රබර් උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය මත අවක්ෂේපිත සිලිකා වල විවිධ ගුණාංගවල බලපෑම

අවක්ෂේපිත සිලිකාරබර් කර්මාන්තයේ වැදගත් ශක්තිමත් කිරීමේ පිරවුමක් වේ. එහි විවිධ ගුණාංග රබර් අනුකෘතිය, විසරණය සහ රබර්වල යාන්ත්‍රික ගුණාංග සමඟ අන්තර් මුහුණත අන්තර්ක්‍රියාවට බලපෑම් කිරීමෙන් රබර්වල සීරීම් ප්‍රතිරෝධයට වක්‍රව හෝ සෘජුවම බලපායි. පහතින්, ප්‍රධාන ගුණාංග වලින් පටන් ගෙන, රබර් සීරීම් ප්‍රතිරෝධයට බලපෑම් කිරීමේ යාන්ත්‍රණයන් අපි විස්තරාත්මකව විශ්ලේෂණය කරමු:

1. නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය (BET)

නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය සිලිකා වල වඩාත් මූලික ගුණාංගවලින් එකක් වන අතර එය රබර් සමඟ එහි සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය සෘජුවම පිළිබිඹු කරන අතර ශක්තිමත් කිරීමේ හැකියාව, සීරීම් ප්‍රතිරෝධයට සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි.

(1) ධනාත්මක බලපෑම: නිශ්චිත පරාසයක් තුළ, නිශ්චිත මතුපිට වර්ගඵලය (උදා: 100 m²/g සිට 200 m²/g දක්වා) වැඩි කිරීම සිලිකා සහ රබර් අනුකෘතිය අතර අන්තර් මුහුණත සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය වැඩි කරයි. මෙය "නැංගුරම් ආචරණය" හරහා අතුරු මුහුණත බන්ධන ශක්තිය වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර, රබර් වල විරූපණයට සහ ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑමට ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරයි. මෙම අවස්ථාවේදී, රබර් වල දෘඪතාව, ආතන්ය ශක්තිය සහ කඳුළු ශක්තිය වැඩි වේ. ඇඳීමේදී, අධික දේශීය ආතතිය හේතුවෙන් ද්‍රව්‍ය වෙන්වීමට ඇති ඉඩකඩ අඩු වන අතර, එය සීරීම් ප්‍රතිරෝධයේ සැලකිය යුතු දියුණුවකට මග පාදයි.

(2) සෘණාත්මක බලපෑම: නිශ්චිත මතුපිට වර්ගඵලය ඉතා විශාල නම් (උදා: 250 m²/g ඉක්මවන විට), සිලිකා අංශු අතර වැන් ඩර් වෝල්ස් බලවේග සහ හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය ශක්තිමත් වන අතර, පහසුවෙන් සමුච්චය වීමට හේතු වේ (විශේෂයෙන් මතුපිට ප්‍රතිකාර නොමැතිව), එය විසුරුවා හැරීමේ තියුණු පහත වැටීමකට මග පාදයි. ඇග්ලොමරේට් රබර් තුළ "ආතති සාන්ද්‍රණ ලක්ෂ්‍ය" සාදයි. ඇඳීමේදී, අස්ථි බිඳීම ඇග්ලොමරේට් වටා ප්‍රමුඛව සිදු වන අතර, අනෙක් අතට උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි.

නිගමනය: ප්‍රශස්ත නිශ්චිත මතුපිට වර්ගඵල පරාසයක් පවතී (සාමාන්‍යයෙන් 150-220 m²/g, රබර් වර්ගය අනුව වෙනස් වේ), එහිදී විසරණය සහ ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම සමතුලිත වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ප්‍රශස්ත සීරීම් ප්‍රතිරෝධයක් ඇති වේ.

2. අංශු ප්‍රමාණය සහ ප්‍රමාණය ව්‍යාප්තිය

ප්‍රාථමික අංශු ප්‍රමාණය (හෝ සමුච්චිත ප්‍රමාණය) සහ සිලිකා ව්‍යාප්තිය, විසරණ ඒකාකාරිත්වයට සහ අන්තර් මුහුණත අන්තර්ක්‍රියාවට බලපෑම් කිරීමෙන් සීරීම් ප්‍රතිරෝධයට වක්‍රව බලපායි.

(1) අංශු ප්‍රමාණය: කුඩා අංශු ප්‍රමාණයන් (සාමාන්‍යයෙන් නිශ්චිත පෘෂ්ඨීය ප්‍රදේශය සමඟ ධනාත්මකව සහසම්බන්ධ වන) විශාල නිශ්චිත පෘෂ්ඨීය ප්‍රදේශවලට සහ ශක්තිමත් ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම් වලට අනුරූප වේ (ඉහත පරිදි). ​​කෙසේ වෙතත්, අධික ලෙස කුඩා අංශු ප්‍රමාණයන් (උදා: ප්‍රාථමික අංශු ප්‍රමාණය < 10 nm) අංශු අතර සමුච්චන ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරයි, විසරණ අපහසුතාවය දැඩි ලෙස වැඩි කරයි. මෙය ඒ වෙනුවට දේශීය දෝෂ වලට තුඩු දෙන අතර, සීරීම් ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි.

(2) අංශු ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තිය: පටු අංශු ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තියක් සහිත සිලිකා රබර් තුළ වඩාත් ඒකාකාරව විසිරී යන අතර, විශාල අංශු (හෝ ඇග්ලොමරේට්) මගින් සාදන ලද "දුර්වල ලක්ෂ්‍ය" වළක්වා ගනී. ව්‍යාප්තිය ඉතා පුළුල් නම් (උදා: 10 nm සහ 100 nm ට වැඩි අංශු අඩංගු වේ), විශාල අංශු ගෙවී යාමේ ආරම්භක ලක්ෂ්‍ය බවට පත්වේ (ප්‍රියතම ලෙස සීරීම් අතරතුර ගෙවී යයි), එමඟින් සීරීම් ප්‍රතිරෝධය අඩු වේ.

නිගමනය: කුඩා අංශු ප්‍රමාණය (ප්‍රශස්ත නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශයට ගැලපෙන) සහ පටු ව්‍යාප්තියක් සහිත සිලිකා, සීරීම් ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා වඩාත් ප්‍රයෝජනවත් වේ.

3. ව්‍යුහය (DBP අවශෝෂණ අගය)

ව්‍යුහය සිලිකා සමුච්චයන්ගේ අතු සහිත සංකීර්ණතාව පිළිබිඹු කරයි (DBP අවශෝෂණ අගය මගින් සංලක්ෂිත වේ; ඉහළ අගය ඉහළ ව්‍යුහයක් පෙන්නුම් කරයි). එය රබර් වල ජාල ව්‍යුහයට සහ විරූපණයට ප්‍රතිරෝධයට බලපායි.

(1) ධනාත්මක බලපෑම: ඉහළ ව්‍යුහයක් සහිත සිලිකා ත්‍රිමාණ අතු සහිත සමුච්චයන් සාදයි, රබර් තුළ ඝන "ඇටසැකිලි ජාලයක්" නිර්මාණය කරයි. මෙය රබර්වල ප්‍රත්‍යාස්ථතාව සහ සම්පීඩන කට්ටලයට ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරයි. සීරීම් අතරතුර, මෙම ජාලයට බාහිර බලපෑම් බලවේග බෆර් කළ හැකි අතර, නැවත නැවත විරූපණය වීමෙන් ඇතිවන තෙහෙට්ටුව අඩු කරයි, එමඟින් සීරීම් ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරයි.

(2) සෘණාත්මක බලපෑම: අධික ලෙස ඉහළ ව්‍යුහයක් (DBP අවශෝෂණය > 300 mL/100g) පහසුවෙන් සිලිකා සමුච්චයන් අතර පැටලීමට හේතු වේ. මෙය රබර් මිශ්‍ර කිරීමේදී මූනි දුස්ස්රාවීතාවයේ තියුණු වැඩිවීමක්, දුර්වල සැකසුම් ප්‍රවාහ හැකියාව සහ අසමාන විසරණයට හේතු වේ. දේශීය වශයෙන් අධික ඝන ව්‍යුහයන් ඇති ප්‍රදේශ ආතති සාන්ද්‍රණය හේතුවෙන් වේගවත් ඇඳීම් අත්විඳිනු ඇත, අනෙක් අතට සීරීම් ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි.

නිගමනය: මධ්‍යම ව්‍යුහය (DBP අවශෝෂණය 200-250 mL/100g) ක්‍රියාවලි හැකියාව සහ සීරීම් ප්‍රතිරෝධය සමතුලිත කිරීම සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.

4.මතුපිට හයිඩ්‍රොක්සයිල් අන්තර්ගතය (Si-OH)

සිලිකා මතුපිට ඇති සිලනෝල් කාණ්ඩ (Si-OH) රබර් සමඟ එහි ගැළපුමට බලපෑම් කිරීම සඳහා යතුර වන අතර, අන්තර් මුහුණත බන්ධන ශක්තිය හරහා සීරීම් ප්‍රතිරෝධයට වක්‍රව බලපායි.

(1) ප්‍රතිකාර නොකළ: අධික හයිඩ්‍රොක්සයිල් අන්තර්ගතය (> කාණ්ඩ 5/nm²) පහසුවෙන් හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය හරහා අංශු අතර දැඩි සමුච්චනයකට තුඩු දෙන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස දුර්වල විසරණයකට මග පාදයි. ඒ සමඟම, හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ රබර් අණු සමඟ දුර්වල අනුකූලතාවයක් ඇත (බොහෝ විට ධ්‍රැවීය නොවන), එය දුර්වල අන්තර් මුහුණත බන්ධනයකට මග පාදයි. ඇඳීමේදී, සිලිකා රබර් වලින් වෙන්වීමට නැඹුරු වන අතර, උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි.

(2) සිලේන් කප්ලිං ඒජන්ට් සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලදී: කප්ලිං ඒජන්ට් (උදා: Si69) හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර, අන්තර් අංශු සමුච්චය අඩු කර රබර් (උදා: මර්කැප්ටෝ කාණ්ඩ) සමඟ අනුකූල කණ්ඩායම් හඳුන්වා දෙයි, අන්තර් මුහුණත බන්ධන ශක්තිය වැඩි දියුණු කරයි. මෙම අවස්ථාවේදී, සිලිකා සහ රබර් අතර “රසායනික නැංගුරමක්” සාදයි. ආතති හුවමාරුව ඒකාකාර වන අතර, ඇඳීමේදී අන්තර් මුහුණත පීල් කිරීම අඩු වන අතර, උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරයි.

නිගමනය: හයිඩ්‍රොක්සයිල් අන්තර්ගතය මධ්‍යස්ථ විය යුතුය (3-5 කාණ්ඩ/nm²), සහ අන්තර් මුහුණත බන්ධනය උපරිම කිරීමට සහ සීරීම් ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීමට සිලේන් කප්ලිං කාරක ප්‍රතිකාරය සමඟ ඒකාබද්ධ කළ යුතුය.

5.pH අගය

සිලිකා වල pH අගය (සාමාන්‍යයෙන් 6.0-8.0) රබර් වල්කනීකරණ පද්ධතියට බලපෑම් කිරීමෙන් ප්‍රධාන වශයෙන් වක්‍රව සීරීම් ප්‍රතිරෝධයට බලපායි.

(1) අධික ආම්ලික (pH < 6.0): වල්කනීකරණ ත්වරකවල ක්‍රියාකාරිත්වය වළක්වයි, වල්කනීකරණ අනුපාතය ප්‍රමාද කරයි, සහ රබර් වල අසම්පූර්ණ වල්කනීකරණය සහ ප්‍රමාණවත් නොවන හරස් සම්බන්ධක ඝනත්වයට පවා හේතු විය හැක. අඩු හරස් සම්බන්ධක ඝනත්වයක් සහිත රබර් වල යාන්ත්‍රික ගුණාංග අඩු වී ඇත (උදා: ආතන්ය ශක්තිය, දෘඪතාව). ඇඳීමේදී, එය ප්ලාස්ටික් විරූපණයට සහ ද්‍රව්‍යමය අලාභයට ගොදුරු වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස දුර්වල සීරීම් ප්‍රතිරෝධයක් ඇති වේ.

(2) අධික ක්ෂාරීය (pH > 8.0): වල්කනීකරණය වේගවත් කළ හැකිය (විශේෂයෙන් තියාසෝල් ත්වරක සඳහා), අධික ලෙස වේගවත් ආරම්භක වල්කනීකරණය සහ අසමාන හරස් සම්බන්ධ කිරීම (දේශීය අධි-හරස් සම්බන්ධ කිරීම හෝ ඌන-හරස් සම්බන්ධ කිරීම) ඇති කරයි. අධික-හරස් සම්බන්ධිත ප්‍රදේශ බිඳෙනසුලු වේ, ඌන-හරස් සම්බන්ධිත ප්‍රදේශ අඩු ශක්තියක් ඇත; දෙකම සීරීම් ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි.

නිගමනය: උදාසීන සිට තරමක් ආම්ලික (pH 5.0-7.0) ඒකාකාර වල්කනීකරණය සඳහා වඩාත් හිතකර වේ, රබර් යාන්ත්‍රික ගුණාංග සහතික කිරීම සහ උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම.

6. අපිරිසිදු අන්තර්ගතය

සිලිකා වල ඇති අපද්‍රව්‍ය (Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ වැනි ලෝහ අයන හෝ ප්‍රතික්‍රියා නොකළ ලවණ වැනි) රබර් ව්‍යුහයට හානි කිරීමෙන් හෝ වල්කනීකරණයට බාධා කිරීමෙන් සීරීම් ප්‍රතිරෝධය අඩු කළ හැකිය.

(1) ලෝහ අයන: Fe³⁺ වැනි සංක්‍රාන්ති ලෝහ අයන රබර් ඔක්සිකාරක වයසට යාම උත්ප්‍රේරණය කරයි, රබර් අණුක දාම ඛණ්ඩනය වේගවත් කරයි. මෙය කාලයත් සමඟ ද්‍රව්‍ය යාන්ත්‍රික ගුණාංග ක්ෂය වීමට හේතු වන අතර, සීරීම් ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි. Ca²⁺, Mg²⁺ රබර්වල වල්කනයිසින් කාරක සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කළ හැකි අතර, වල්කනීකරණයට බාධා කරන අතර හරස් සම්බන්ධක ඝනත්වය අඩු කරයි.

(2) ද්‍රාව්‍ය ලවණ: අපිරිසිදු ලවණවල අධික අන්තර්ගතය (උදා: Na₂SO₄) සිලිකා වල ජලාකර්ෂණීයතාව වැඩි කරන අතර රබර් සැකසීමේදී බුබුලු සෑදීමට හේතු වේ. මෙම බුබුලු අභ්‍යන්තර දෝෂ ඇති කරයි; ගෙවී යාමේදී, මෙම දෝෂ සහිත ස්ථානවල අසාර්ථකත්වය ආරම්භ වන අතර, සීරීම් ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි.

නිගමනය: රබර් ක්‍රියාකාරිත්වයට අහිතකර බලපෑම් අවම කිරීම සඳහා අපිරිසිදු අන්තර්ගතය දැඩි ලෙස පාලනය කළ යුතුය (උදා: Fe³⁺ < 1000 ppm).

සාරාංශයක් ලෙස, බලපෑමඅවක්ෂේපිත සිලිකාරබර් උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය මත බහු ගුණාංගවල සහජීවන බලපෑමෙන් ප්‍රතිඵල ලැබේ: නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය සහ අංශු ප්‍රමාණය මූලික ශක්තිමත් කිරීමේ හැකියාව තීරණය කරයි; ව්‍යුහය රබර් ජාලයේ ස්ථායිතාවයට බලපායි; මතුපිට හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ සහ pH අගය අන්තර් මුහුණත බන්ධන සහ වල්කනීකරණ ඒකාකාරිත්වය නියාමනය කරයි; අපද්‍රව්‍ය ව්‍යුහයට හානි කිරීමෙන් කාර්ය සාධනය පිරිහීමට ලක් කරයි. ප්‍රායෝගික යෙදීම් වලදී, ගුණාංගවල සංයෝජනය රබර් වර්ගය අනුව ප්‍රශස්ත කළ යුතුය (උදා: ටයර් පාගමන සංයෝගය, සීලන්ට්). උදාහරණයක් ලෙස, පාගමන සංයෝග සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශයක්, මධ්‍යම ව්‍යුහයක්, අඩු අපද්‍රව්‍ය සහිත සිලිකා තෝරා ගන්නා අතර උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය උපරිම කිරීම සඳහා සිලේන් කප්ලිං කාරක ප්‍රතිකාරය සමඟ ඒකාබද්ධ වේ.