Page 87 - 《橡塑技术与装备》2025年1月

材料与配方
MATERIALS AND FORMULATIONS

不同品种炭黑在天然橡胶体系配方中

的应用研究

李维鸽，封盼，王暖，沈春和
( 陕西延长石油集团橡胶有限公司，陕西 咸阳 712000)

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摘要 ： 研究 3 种炭黑（N234,PROPEL E8 和 MH168S）在天然橡胶体系配方中的性能差异。实验结果表明 ：在天然橡胶为生
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胶体系的配方中，采用不同品种炭黑进行物性对比，炭黑 N234 填充的胶料的加工性能优于炭黑 PROPEL E8 和 MH168S，炭黑
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MH168S 补强性能最优，炭黑 PROPEL E8 居中 ；炭黑 N234 填充胶料的阿克隆磨耗性能最优，炭黑 PROPEL E8 填充胶料具有
最低的滚动阻力。
关键词 ： 炭黑 ；天然橡胶体系配方 ；比表面积 ；结构度 ；补强性能 ；磨耗性能
中图分类号 ： TQ330.381 文章编号 ： 1009-797X(2025)01-0037-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.01.008

据统计 , 橡胶用炭黑耗量占炭黑总量的 89.5% ， 表 1。
炭黑是橡胶行业中不可或缺的补强剂 [1] 。一般认为， 表 1 实验配方
粒径（或比表面积）、结构度和表面活性是炭黑的三大 编号 1 # 2 # 3 #
天然橡胶 100 100 100
基本性质。炭黑的性质对硫化胶的性能有决定性的影 白炭黑 20 20 20
炭黑 N234 25
响，炭黑的粒径对硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐 ®
炭黑 PROPEL E8 25
磨耗性的作用是主要的，而炭黑的结构性对硫化胶模 炭黑 MH168S 25
硅烷偶联剂 TESPT 4 4 4
量的作用是主要的，炭黑的表面活性则对各种性能都 其他材料 19.6 19.6 19.6
有影响。目前，被普遍认可的炭黑补强机理主要有 5 种：
1.3 主要设备及仪器
一是弱键强键学说 ；二是 Mullins 和 Tobin 提出的容
密炼机 BB-2，日本株式会社神户制钢所 ；开炼
积效应 ；三是橡胶大分子链滑动学说 ；四是壳层模型
理论 ；五是炭黑粒子与橡胶分子链有限延长理论 [2~5] 。 机 XK-150，湛江机械厂 ； XLB-D 型平板硫化机，
湖州宏侨橡胶机械有限公司 ； TCS-2000 型电子拉力
为降低胶料配方的滚动阻力，在配方中使用新型
试验机，高铁检测仪器有限公司产品、MV2000 型门
低滚阻炭黑是有效措施。本工作主要研究不同品种炭
尼黏度仪和 MDR2000 型无转子硫化仪，美国阿尔法
黑在天然橡胶体系配方中的应用，以此为不同需求的
科技公司产品 ；橡胶加工分析仪 DMA，阿尔法科技
配方设计中补强体系的选择提供参考。
公司 ； DIN 磨耗试验机 GT-7012-D，高铁检测仪器
有限公司。
1 实验部分
1.4 试样制备
1.1 主要原材料
配合实验胶料采用密炼机和开炼机两种设备进行
天然橡胶，STR20，泰国产品 ；白炭黑，上海彤
胶料混炼。胶料混炼在 BB-2 型密炼机中进行，转子
程化工有限公司 ；炭黑 N234、MH168S，韩城黑猫炭
速度为 50 r/min 时，生胶塑炼 → 炭黑 / 白炭黑 → 氧
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黑有限责任公司 ；炭黑 PROPEL E8，卡博特（中国）
化锌、偶联剂、防老剂等小料 →155 ℃降速混炼，当
投资有限公司产品 ；其他化工助剂均为市售。
1.2 配方
作者简介 ：李维鸽（1984-），女，高级工程师，硕士，主
不同品种炭黑在天然橡胶体系配方中实验配方见 要从事轮胎配方设计及原材料应用研究工作。

年
2025 第 51 卷 ·37·