4．炭黑的粒径大小有哪几种表示方法?举出炉法炭黑、槽法炭黑、热裂法炭黑中各一个牌号的炭黑？

5．炭黑聚集体的形态与炭黑结构程度高低有什么关系?

答：炭黑聚集体形状不规则，一般炭黑聚集体的形状为链枝状，链越长，枝越多，结构越高。

6．炭黑聚集体表面有什么基团?炭黑的PH值与表面基团有什么关系?

答： 炭黑聚集体表面有自由基、氢、和含氧基团（羟基、羧基、内酯基、醌基）。影响炭黑PH值的基团主要是含氧基团，含氧基团含量越高，PH越小。

7．什么是结合橡胶?结合橡胶形成的途径有哪些?哪些因素影响结合橡胶的生成量?

答：结合橡胶也称炭黑凝胶，指填充的未硫化混炼胶中不能被它的良溶剂溶解的那部分橡胶。

形成途径有两个，一是化学吸附，二是物理吸附。影响结合橡胶的因素：炭黑的因素，炭黑的比表面积(比表面积增大，结合橡胶增加)、混炼薄通次数、温度（温度升高，结合橡胶量升高）、橡胶性质（不饱和度高，分子量大的橡胶生成的结合橡胶多）、陈化时间（时间增加，结合胶量增加，约一周后趋于平衡）

8．炭黑的粒径、结构度、表面活性及表面含氧基团对胶料的混炼、加工工艺性

能和焦烧性有何影响?

答：对于混炼，粒径：粒径小，吃料慢，难分散，生热高，黏度高；结构：结构高，吃料慢，易分散，生热高，黏度高。对吃料、分散影响不显著。对于加工工艺（压延、挤出），炭黑粒径小，结构度高、用量大，压延挤出半成品表面光滑，收缩率低，压出速度快。对于焦烧性，炭黑表面含氧基团多，PH值低，硫化速度慢；炭黑粒径小，结构度高，易焦烧，硫化速度快。

9．炭黑的基本性质对硫化胶的拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率、耐磨性有何

影响?

解：(1)炭黑的化学活性越大，混炼时生成的结合橡胶数量越多，从而使胶料的门尼粘度提高，压出时口型膨胀率和半成品收缩率加大，压出速度减慢。而硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等越高。

(2) 炭黑的粒径越小，硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、耐磨性、硬度越高，耐屈挠龟裂性越好，回弹性和扯断伸长率减小

(3) 当粒径相同时，高结构炭黑对非结晶橡胶的补强作用大，一般有较高的拉伸强度和撕裂强度，这是由于炭黑的结构提高了非结晶橡胶的结晶倾向所致。而较低结构的炭黑对结晶性橡胶的拉伸强度和撕裂强度的提高较为有利，这主要是由

于结构性低时，被吸留的橡胶少，有利于橡胶的伸长结晶所致。

(4) 当炭黑粒径相同时，增大表面粗糙度会使硫化胶的拉伸强度、定伸应力、耐磨性性能下降,但扯断伸长率性能提高。 10．在配制导电胶料时应选用何种炭黑?为什么?

解：选用粒子小、结构高、表面纯净和表面粗糙度大的炭黑

因为炭黑粒子越小，即单位体积胶料的炭黑粒子越多，炭黑粒子间接触的几率越大或粒子间间距越小，电阻越小，导电性越好。在粒径相同的炭黑中，高结构炭黑的导电性好，这是高结构炭黑具有较多链枝，从而形成较多链枝交织的导电通道所致。炭黑表面挥发物或残留焦油状物多会在炭黑表面形成绝缘膜而降低炭黑导电性。表面粗糙度越大的炭黑导电性越好，这是因为在炭黑用量相同的胶料中，粗糙炭黑粒子间接触的几率比光滑炭黑粒子间大。

11．白炭黑分为几类?各有何特点?白炭黑表面有什么基团?气相法白炭黑和沉淀法白炭黑结构上有什么不同?

答：白炭黑按生产方法大体分为二氧化硅类和硅酸盐类。白炭黑表面有：白炭黑表面有羟基，硅氧烷基。气相法白炭黑的粒子内部为无规则的三元体型结构，是密集填满状态。沉淀发白炭黑的例子内部有无规则的二元线形结构，因而有毛细孔表面。

12．炭黑在橡胶中为何有最大填充量?若实际用量超过该最大值后会怎样? 答：因为炭黑可以明显的提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性，同时价格便宜，所以炭黑在橡胶中有最大的填充量。若实际用量超过最大值后，会产生应力松弛性能变差、弹性下降、滞后损失增大、压缩永久变形增大。 13．通常所说的硬质炭黑和软质炭黑各包括哪些品种，有何特点?

答：硬质炭黑：粒径在40nm以下，补强性高，包括：超耐磨，高耐磨炭黑。 软质炭黑：粒径在40nm以上，补强性低，包括：半补强炭黑，热裂解炭黑。 14．可用哪些方法来提高白色填料的补强性?

答：,填料的粒径越细，一次粒子的形状越不规整，最大线度与最小线度比值越大，比表面积越大，补强性越强。填料的对橡胶吸附性越大，补强性越好。 15．N110,N220,S300,N330,N440,N550,N660,N770 英文代号及中文名称是什么？属于硬质CB还是软质CB？ 答：N110: SAF 超耐磨炉黑

N220: ISAF 中超耐磨炉黑 N330: HAF 高耐磨炉黑 N440：FF 细粒子炉黑 N550：FEF 快压出炉黑 N660：GPF 通用炉黑 N770：SRF 半补强炉黑

硬质CB：N110,N220,N330,N440 软质CB: N550,N660,N770

第四章 老化防护体系

1．引起橡胶老化的内因、外因有哪些?

内因：分子结构影响。外因：物理因素；化学因素；生物因素； 2．为什么IR、NR热氧老化后变软，BR、SBR和NBR热氧老化后变硬? 答：IR NR：分子链降解，分子量减小，软化 ；BR SBR NBR：分子链之间产生交联分子量变大，变硬。

3．影响热氧老化的因素主要有哪些?

答：⑴橡胶种类 ⑵氧的影响 ⑶试样厚度的影响 ⑷温度 ⑸硫化的影响 4．臭氧老化的机理是怎样的? 影响臭氧老化的因素有哪些? 为什么温度对臭氧老化影响不大，而应变影响较大?石蜡为何能防护静态使用条件下的橡胶臭氧化? 答：氧化机理：双键反应链断裂生成双分子。 影响因素：橡胶种类；氧的浓度；应力应变；温度 ； ？？？？？

硫化完全冷却后，在橡胶表面形成了一层蜡膜，阻止空气中的臭氧进入，防止氧化的形成。

5．通常有几种因素催化橡胶的氧化，其作用机理如何?怎样防护?

答：金属离子的催化氧化，其机理是变价金属离子降低反应活化能，使反应更易

进行；其防护有两个途径：将金属离子稳固的络合至最高配位数；或是将金属离子稳定在一个稳定的价态，摈弃其他价态。此外还可以形成不溶物也能钝化金属离子。

6．说明自由基链终止型防老剂的结构与防护效能的关系?何以说明抗氧剂脱氢越容易防护效果越高?

答：胺类防老剂：取代基为吸电性基团，防护性能降低；供电性取代基，防护性能升高；

酚类防老剂：推电子取代基的导入，防护性能提高；吸电子取代基的导入，防护性能降低；

防老剂脱下来的氢和大分子链断裂的自由基结合，从而终止老化作用，所以抗氧剂脱氢越容易，防护效果越好。

7．何谓防老剂的协同效应、对抗效应、加和效应?什么情况下防老剂之间可能有协同效应?

答：协同效应：当两种或多种防老剂一起使用时的效果大于每种防老剂单独使用的效果之和时，称为协同效应。

对抗效应：当两种或多种防老剂一起使用时的效果小于每种防老剂单独使用的效果之和时，称为对抗效应。

加和效应：当两种或多种防老剂一起使用时的效果等于每种防老剂单独使用的效果之和时，称为加和效应。

当同一防老剂分子上同时具有按不同机理起作用的基团时可能发生协同效应。 8．影响臭氧老化的因素有哪些?

答:影响因素：橡胶种类；氧的浓度；应力应变；温度 ； 9.防老剂为什么有适当的用量?

10.防老剂按结构可分为几类?各有何特点?

答：⑴胺类防老剂；防护效果突出（主要用于抑制热氧老化，臭氧老化，疲劳