盘根密封填料物理性质介绍

盘根密封填料物理性质——吸液和溶胀

有关填料吸收液体和气体的信息很有限，但是在如下两个应用领域内却非常重要：填充反应体系和耐溶剂材料。

在对沉淀二氧化硅(Zeosil)的研究中，考察了不同牌号产品对四种胺的吸收情况。结果表明：不同类型胺对吸收的影响一般要强于二氧化硅牌号的影响;然而，所有牌号的二氧化硅当表面官能团(OH)增加时对胺的吸收都增加，有两个牌号的二氧化硅因为其pH低于7，所以有更高的吸收量。用水可洗脱大部分被吸收的胺，但总有占初始浓度10%的胺仍被填料吸收。该研究可以部分解释含填料体系可延缓固化和不*固化的原因。

为了评价可与填料发生反应的材料(如：酸等)的扩散系数，人们建立了一数学模型。该方法能够研究采用不同浓度填料和渗透剂的动力学过程。

用插层蒙脱土填充的SBR对甲苯的吸收要比炭黑填充的吸收量低得多。图1为煤油的扩散系数，该系数可确定渗透速度。从图中可知，随着炭黑在SBR硫化胶中含量的增加煤油的扩散系数减小。图2比较了未填充橡胶与二氧化硅、炭黑填充橡胶对苯的吸收速率。两种填料都可降低溶剂吸收量，但炭黑更加有效。

图1　煤油在SBR橡胶中的扩散系数与炭黑含量的关系

图2　天然橡胶吸收苯的情况

用35%和50%方解石填充的聚乙烯，其溶胀也布相类似的降低效应。表1列出了不同溶剂中聚乙烯的平衡溶胀数据。

溶剂 HDPE HDPE+35%(质量)方解石 HDPE+50%(质量)方解石
庚烷 4.0 3.8 2.7
邻二甲苯 6.7 5.3 4.7
四氯乙烯 14.0 10.8 6.7

当顺丁橡胶广炭黑混合物溶胀、于燥、再溶胀时，其溶胀速度降低。该试验加之NMR的研究结果可以解释聚合物/填料复合材料溶胀性降低的原因。填料的加入以及填料与聚合物的相互作用在填料表面上形成聚合物的结合层。在混合过程中，聚合物与填料表面的相互作用是杂乱无章的，填料表面不能*被相互作用的链段所覆盖。溶胀增加了聚合物链的运动，使它们重新排列以便更*覆盖填料，由此就增加了结合聚合物的量。这些结合聚合物更加难于溶胀，所以降低广溶剂的扩散速度。

在SBR中增加碳纤维的含量降低了溶胀速度，但是增强了溶胀的各向异性。较长的纤维(对6mm和1mm长纤维进行过研究)降低长度方向上的溶胀更为有效，但是对于宽度方向上的溶胀几乎没有影响。上述现象是由于随着纤维填充量增加，取向程度增强，所以仅仅影响取向方向上的溶胀行为。