混炼胶中炭黑分散度测定

由于胶料的某些重要物理机械性能、动态性能、加工性能以及成品的使用性能，如拉伸强度、滞后性、耐磨耗性、门尼黏度、口型膨胀、电阻率、裂口等与炭黑分散度有关，而炭黑分散程度除与胶料配方有关外，还与混炼工艺、混炼时间等有关。因此测定胶料中炭黑分散度，对求得分散水平、分析物性、改善工艺、提高产品性能、节约能源等具有重要意义。

关于分散，具体可分为宏观分散水平和微观分散两种情况。宏观分散是指以几微米到10μm以上的聚集体为对象，用通常的分散评价方法进行处理的分散。微观分散是0.1μm左右的聚集体为对象的分散，所以，炭黑的链枝状网络结构的分析方法成为问题。通常认为宏观分散对拉伸强度、拉伸伸长率、抗撕裂性和耐磨耗性等有影响，而微观分散对回弹性、生热等的滞后性能、耐磨耗性能有影响。宏观分散的主要评价方法是动态黏弹性法或电导率法。

作为炭黑分散度的测定方法，外观检查是zui简便的方法，虽然多少含有主观因素，但仍被ASTM和ISO等进行了标准化。另外作为定量测定方法，由光学显微镜观察超薄切片试样统计聚集体数目的光学显微法也被ASTM实现标准化。炭黑分散度的测定方法（GB/T6030--2006）有直接测定法和间接测定法。直接测定法包括肉眼判断法和光学显微镜法；间接测定法包括表面粗糙度法、X射线小角散射法、电导率法、动态黏弹性法等。

【工作原理】

当橡胶（混炼胶或硫化胶）被切割而断裂时，由于未分散的炭黑聚集体相对于周围橡胶介质来说，具有较高的硬度，致使切割径迹偏离，从而造成切割表面的粗糙不平。分散越差，炭黑团块越大，切割径迹偏离越严重，则表面粗糙度越大。当一定角度的平行光线照射到该表面时，由于表面凹凸不平，入射光线照射到凸起或凹陷部位时，反射光线就会偏离原来的方向，通过光学成像系统就可以对被照射的表面成像，通过调整焦距大小，可以获得清晰的图像。根据团块的大小和出现的频率，可以表征橡胶中炭黑分散度的程度。通过数码摄像系统将图片放大并记录成数字影像，与仪器中储存的标准图片进行直接比较，评出分散等级或根据相关标准计算炭黑的分散度。

【实验仪器】

实验仪器为上海皆准仪器设备有限公司生产的TH3600炭黑分散度检测仪