武爱军， 康安福 编译（中国石油兰州化工研究中心， 甘肃 兰州 730060）

用超小角X射线散射法分析剪切条件下炭黑在橡胶中的分散过程

武爱军， 康安福 编译
（中国石油兰州化工研究中心， 甘肃 兰州 730060）

摘 要：在外加剪切力作用下，采用超小角X射线散射法研究了液态异戊橡胶（IR）中炭黑凝聚结构的变化情况。在施加剪切力之后的散射图谱中，当q=0.07 nm-1时出现了峰肩，0.004 nm-1＜q＜0.01 nm-1时的斜率为2.9。体积为14 nm的炭黑聚集体质量分维为2.9，这表明已形成了网络结构。另外，应用Unifed Guinier/Power-law Approach法则，进行了外加剪切力作用后的分析。结果表明，凝聚体的体积随时间的推移而增大，但聚集体的尺寸、质量分维、表面分维没有变化。由此可知，炭黑分散是在外加剪切力作用下，使聚集体从凝聚体上剥离下来的过程。

关键词：超小角X射线散射；橡胶/填料体系；剪切力；炭黑

0　前 言

往橡胶中填充补强材料，可以赋予橡胶补强效果等各种各样的附加功能。橡胶/填料体系的具有代表性的产品是汽车轮胎。近年来，从保护环境的角度出发，人们要求汽车要节省燃油。于是，低燃油消耗汽车轮胎自然便备受关注。因此，橡胶/填料体系的高性能化成为重要的研究课题。为了实现橡胶/填料体系的高性能化，重要的环节是控制好填料的凝聚结构。填料的凝聚结构因混炼条件不同而会发生变化，从而影响胶料性能。因此，研究填料的凝聚结构及其性能之间的关系，对实现橡胶制品的高性能化，至关重要。

以前，人们使用透射电子显微镜（TEM）研究了有关填料的凝聚结构，研究结果如图1所示。……