新型橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑
作為一種具有特殊結(jié)構(gòu)的天然材料，Shungit可部分或全部替代傳統(tǒng)的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑炭黑和白炭黑，能改善膠料的加工工藝性能和橡膠製品的使用性能，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
下文通過(guò)在不同的膠種中加入Shungit的係列對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，表明這種新型非石油資源橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑在非輪胎橡膠製品應(yīng)用中所取得的良好效果。闡明Shungit 是一種極有前途的炭黑與白炭黑替代品。
Shungit 的基本性質(zhì)
X 射線分析表明，Shungit 由約30%球狀無(wú)定形、亞穩(wěn)態(tài)的碳和約70%高分散的矽酸鹽粒子組成。Shungit中的碳是非結(jié)晶型的，呈石墨狀結(jié)構(gòu)。細(xì)粉末狀的Shungit具有高的導(dǎo)熱性，高比熱，高導(dǎo)電性能和消磁特性，它能吸收微波輻射。在Shungit顆粒表麵，有一定量可被溶劑抽提出來(lái)的有機(jī)物質(zhì)，其作用類似“內(nèi)部”增塑劑或工藝操作助劑。經(jīng)核磁共振鑒定表明，這些物質(zhì)為脂肪族化合物。
橡膠工業(yè)使用補(bǔ)強(qiáng)填充劑、半補(bǔ)強(qiáng)填充劑以及價(jià)格低廉的非補(bǔ)強(qiáng)填充劑三類填充劑以求得混煉膠加工性能、硫化膠的技術(shù)性能和生產(chǎn)成本之間的平衡。按總的物理化學(xué)性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)特點(diǎn)，可將Shungit歸為半補(bǔ)強(qiáng)填充劑和/或非補(bǔ)強(qiáng)填充劑，但它在膠料中的作用還有進(jìn)一步擴(kuò)展。
含炭黑的膠料在混煉過(guò)程中，Shungit顯示出工藝操作助劑的特性，它們加快了混煉操作，使填充劑迅速分散，減少粉塵，增加彈性體複合材料的塑性，流動(dòng)性好，有利於橡膠和骨架材料的黏合，改善膠料在開(kāi)煉機(jī)上的操作，壓出和壓延部件表麵質(zhì)量改善。
用於非輪胎橡膠製品
在橡膠製品膠料中用Shungit部分或全部替代炭黑或白炭黑，有較好的實(shí)用效果。
在異戊橡膠膠料中，Shungit用量與快壓出炭黑（FEF)和白炭黑相同時(shí)，膠料門(mén)尼粘度較低，硫化時(shí)間縮短，焦燒**性下降。如用Shungit全部替代快壓出炭黑，硫化膠拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率與原膠相近；替代白炭黑，拉伸強(qiáng)度提高。詳見(jiàn)表1。
在丁苯橡膠膠料中，用Shungit 替代炭黑和白炭黑，焦燒性能改善，膠料的硬度和回彈性與原膠相近。詳見(jiàn)表2。
在氯丁橡膠膠料中，用Shungit部分或全部替代炭黑或白炭黑，膠料門(mén)尼粘度降低，焦燒**性改善，正硫化時(shí)間相當(dāng)，硫化膠的模量、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、硬度、回彈性與填充炭黑的膠料相當(dāng)。含Shungit的膠料老化後性能保持率優(yōu)於單用炭黑補(bǔ)強(qiáng)的膠料。詳見(jiàn)表3。
在乙丙橡膠膠料中，Shungit填充量由0增加到25，75份時(shí)，門(mén)尼粘度降低，焦燒時(shí)間延長(zhǎng)，正硫化時(shí)間稍延長(zhǎng)。硫化膠拉伸強(qiáng)度，定伸模量，扯斷伸長(zhǎng)率下降。老化後性能保持率較好。詳見(jiàn)表4。
在填充快壓出炭黑（FEF)的耐油丁腈橡膠（丙烯腈含量28%）膠料中，添加高填充量的Shungit，不影響其性能，卻能大大降低生產(chǎn)成本，見(jiàn)表5。
而在丙烯腈含量為18%的丁腈橡膠膠料中，用Shungit部分或全部替代快壓出炭黑，門(mén)尼粘度下降，焦燒**性改善。部分替代時(shí)不影響硫化膠力學(xué)性能，高填充量Shungit還能降低硫化膠的硬度，見(jiàn)表6。在丙烯腈含量為18%和40%的耐油耐寒丁腈橡膠膠料中，用Shungit替代50%炭黑，膠料的各項(xiàng)性能均有所提高，尤其是低溫性能，壓縮變形和膨脹特性。老化後還有較好的拉伸強(qiáng)度保持率。
在輸送帶/V帶和膠管膠料中，Shungit部分或全部替代炭黑或白炭黑，在相同的焦燒**性和門(mén)尼粘度增加的情況下，Shungit能加快硫化速度；在相同硫化速度的情況下，Shungit能降低門(mén)尼粘度，改善焦燒**性。見(jiàn)表7，表8 和表9。
結(jié)論
試驗(yàn)表明，Shungit可用於各類橡膠製品，部分或全部替代傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)劑炭黑和白炭黑，在某些橡膠製品中還可高填充使用。按目前橡膠行業(yè)對(duì)炭黑的需求量推算，若以Shungit替代炭黑用量的10%~12%計(jì)， 中國(guó)橡膠行業(yè)對(duì)Shungit 需求量將會(huì)達(dá)19 萬(wàn)噸，其他亞洲國(guó)家對(duì)shungit的需求量為日本12 萬(wàn)噸，韓國(guó)5.7萬(wàn)噸，印度4.3萬(wàn)噸。在經(jīng)濟(jì)效益上，按Shungit的價(jià)位僅為炭黑價(jià)格的一半計(jì)算，將會(huì)大大降低橡膠產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，改善橡膠企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而在社會(huì)效益方麵，由於能減少橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑對(duì)石油資源的依賴，於*、於節(jié)能降耗，於生態(tài)均有不可估量的利好意義。
