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En tant que matériau polymère important, les systèmes en caoutchouc pur souffrent intrinsèquement d'une faible résistance mécanique et d'une mauvaise résistance à l'usure. La technologie de renforcement, qui implique l'introduction de charges ou de modifications structurelles, peut améliorer considérablement la résistance à la déchirure, la résistance à l'usure et les propriétés mécaniques des produits en caoutchouc. Cet article analysera systématiquement les technologies de renforcement du caoutchouc traditionnelles actuellement utilisées dans l'industrie du point de vue du mécanisme d'action et de l'application pratique.
1. Système de renforcement en noir en carbone
Principes techniques
Les particules de noir de carbone adsorbent physiquement et se lient chimiquement avec des chaînes moléculaires en caoutchouc pour former une structure de réseau tridimensionnelle. Les particules de noir de carbone avec une taille de particules de 20 à 300 nm peuvent produire un «effet d'exclusion de volume», restreignant le mouvement de la chaîne moléculaire et augmentant la résistance à la traction de 3 à 5 fois. Leurs groupes actifs de surface (Téléphones que les groupes carboxyle et les groupes hydroxyle phénoliques) peuvent également subir des réactions de greffage avec du caoutchouc.
Caractéristiques de l'application
Le noir de carbone de la série N (par exemple, N330) est utilisé dans les marches des pneus.
Le noir de carbone conducteur (par exemple, l'acétylène noir) est utilisé dans les produits antistatiques.
Le taux d'addition est généralement de 30 à 50 phr (pièces par cent en caoutchouc).
Ii Technologie de renforcement de la silice
Mécanisme de nano-amélioration
La silice pyrogénique (taille des particules 10 à 25 nm) forme un réseau de liaison hydrogène avec du caoutchouc à travers des groupes de silanol, ce qui le rend particulièrement adapté au caoutchouc de silicone. Son effet de renforcement dépend du degré de modification de la surface - après un traitement avec des agents de couplage de silane, la résistance à la traction peut être augmentée de 200%.
Avantages environnementaux
Comparé au noir de carbone, les pneus verts renforcés en noir en carbone blanc peuvent réduire la résistance au roulement de 15%, ce qui en fait une technologie standard pour les pneus marqués par l'UE.
Iii. Matériaux composites renforcés de fibres
Effet de renforcement synergique
Les fibres courtes (par exemple, aramide, fibre de verre) produisent un renforcement anisotrope par distribution orientée.
Les nanofibres de cellulose (CNF) peuvent améliorer simultanément la force et la ténacité.
Ratio d'addition typique: 5–15% en poids.
Technologie d'optimisation de l'interface
Le traitement au plasma, la modification du greffon et d'autres méthodes peuvent améliorer la résistance de liaison de l'interface de la matrice de fibre, augmentant le module des matériaux composites de 8 à 10 fois.
Iv. Progrès dans les nouvelles technologies de renforcement
Systèmes hybrides de graphène
0,5% en poids de graphène peut augmenter la conductivité thermique du caoutchouc naturel de 400%, et sa structure bidimensionnelle inhibe efficacement la propagation des fissures.
Systèmes de renforcement d'auto-guérison
Un réseau de renforcement basé sur des liaisons disulphures dynamiques peut obtenir une récupération de propriété mécanique à 94% à 80 ° C, adaptée aux joints haut de gamme.
Conclusion
La technologie moderne du renforcement du caoutchouc évolue vers la nanotechnologie, la fonctionnalisation et l'inTéléphoneligence. À l'avenir, grâce à la conception structurelle à grande échelle et à l'optimisation de la formulation assistée par l'IA, le goulot d'étranglement de l'équilibre de la «force-élasticité» sera encore percé. Pour plus d'informations techniques, veuillez contacter Guangdong Xinli Technology Co., Ltd. (https://reurl.cc/ekvdew).
En tant que matériau polymère important, les systèmes en caoutchouc pur souffrent intrinsèquement d’une faible résistance mécanique et d’une mauvaise résistance à l’usure.
