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炭黑在橡胶应用中的作用机理
炭黑是由烃类化合物不完全燃烧或者裂解制备的，炭黑是橡胶的重要补强材料，也是油墨、塑料等行业的必要原料。炭黑作为橡胶制品的重要补强剂和填充剂，其最大的亮点在于可以提高橡胶的机械性能等作用。在橡胶制品中加入炭黑，可以减少橡胶的用量，可以提高轮胎等制品的功能特性，从而延长制品的使用寿命。
1 炭黑的增强作用机理
目前，关于炭黑的增强作用机理主要有分子链滑动理论 、结合胶理论、填料网络理论、炭黑表面结构理论以及范得华网络理论等。
1.1 分子链滑动理论
分子链滑动理论认为，吸附在炭黑表面的橡胶分子链有一定的活动能力。初始状态下吸附着炭黑粒子表面，当有应力作用时，橡胶分子链在炭黑粒子表面滑动，外力撤销后，胶料收缩，经过长时间恢复后，吸附和解析达到了新的动态平衡，胶料又恢复或接近于原始状态 。
1.2 结合双层模型胶理论
该理论模型认为，吸附在炭黑外围的结合胶由里层玻璃化硬层和外层黏性硬层组成，在应力逐渐增大的情况下，由于黏性硬层发生取向，对模量增大的贡献很大，由于玻璃化硬层聚合物分子运动受到限制,对模量增大没有发挥作用。这种模型很好的解释盈利软化现象。
1.3 填料网络理论
随着炭黑配合量的增加，炭黑粒子之间可形成填料网络结构。对于形成填料网络而言，填料和填料之间、填料和聚合物之间的相互作用及聚集体间的距离是重要的影响因素。
1.4 炭黑表面结构理论
该理论认为，活性填料的表面是凹凸不平，弹性体的增强受活性填料的表面结构粗糙度和尺寸范围影响。这种结构对于体积效应或者填料和聚集体的相互作用有着巨大的影响。
1.5 范德华网络理论
该理论认为在橡胶变形时，在填料粒子之间的吸溜胶的形变远大于宏观形变，所以填料粒子聚集体可以产生内部滑移。橡胶的增强效果与吸留胶的厚度分布有关，使粒子分开的临界应力是粒子之间的范德华应力。
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