橡胶辊筒广泛用于印刷、纺织、冶金等行业,其包胶层的硬度是核心参数。碳纤维粉可作为硬度调节填料,替代部分炭黑或白炭黑。本文介绍碳纤维粉对丁腈橡胶辊筒包胶硬度及动态性能的影响。
辊筒包胶要求硬度在邵氏A60至85之间,且具有良好的回弹性和耐磨性。在丁腈橡胶基础配方中,用碳纤维粉替代10份至30份炭黑(如N330)。混炼胶硫化后测试:添加10份碳纤维粉试样,邵氏A硬度从65升至70;添加20份时硬度升至78;添加30份时达到83。同时,300%定伸应力分别提升15%、28%、40%。可见碳纤维粉比炭黑具有更强的硬度提升效率,这是因为碳纤维粉的刚性粒子效应。
动态力学性能:含碳纤维粉的胶料损耗因子tanδ在0℃值略高,表明抗湿滑性改善;60℃值变化不大,滚动阻力基本不变。回弹率从55%降至48%(20份添加量),下降幅度可接受。耐磨性方面,阿克隆磨耗量从0.25立方厘米降至0.18立方厘米,表明碳纤维粉提高了耐磨性。
加工注意事项:碳纤维粉堆积密度低,混炼时应分段加入。建议采用开炼机混炼,先将橡胶塑炼,然后缓慢加入碳纤维粉,再混炼其他配合剂。硫化体系可保持不变,但碳纤维粉会吸附少量促进剂,可适当增加5%促进剂用量。辊筒硫化温度控制在150℃左右,时间根据厚度确定。
应用时需根据目标硬度调整碳纤维粉添加量。对于要求高硬度且低生热的辊筒(如压榨辊),碳纤维粉是合适选择。但碳纤维粉价格高于炭黑,需综合成本效益分析。批量生产前应进行工艺试验,确保碳纤维粉分散均匀。
