高速射流技术制备橡胶母炼胶

成果简介：

干法共混制备橡胶复合材料是目前工业生产中最常用的方法，通常都是在橡胶中加入补强助剂、硫化剂以及各种配合助剂，经干法混炼加工而成。混炼这一过程既消耗能源又污染环境，在混炼过程中橡胶“吃粉”困难，粉体飞扬，对环境产生污染，还严重危害操作人员的身体健康。另外，由于干法混炼工艺的局限性，防老剂和无机填料在基体中的分散不可能很均匀，局部会产生严重的团聚现象，达不到理想的抗老化和补强效果，同时还会牺牲NR本身宝贵的特性（如高弹性、高耐磨性等）。

本项目直接在胶乳中用纳米填料进行填充，在胶乳分散体状态下进行加工，避免混炼过程，就能提高填料在橡胶中的分散程度，最大程度地保留天然胶乳的分子结构，大大提高制品的性能。同时可以减少混炼设备、能源和劳动力的投入，从而达到操作简单、方便、节能、环保、高效的目的。

首先将炭黑分散到水中制得炭黑悬浮液。然后利用高速射流场中炭黑悬浮液与天然胶乳边界层存在的极大的速度差，实现炭黑在胶乳中的微观分散。在高速流场中，炭黑与胶乳快速混合，提高了填料粒子在胶乳中的分散性。另外高速射流场产生的巨大剪切力可以破坏胶乳粒子周围的保护层，使炭黑与橡胶之间产生直接接触，同时使天然胶乳破乳脱水，得到炭黑分散均匀的母炼胶。