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乙炔黑与石墨填充天然橡胶的性能研究
引言
天然橡胶在工业中广泛应用，但其性能不够理想，低温裂解、老化、耐磨损性差，在不断的磨损过程中，橡胶的绝大部分消失，这个现象会导致产品的寿命缩短，因此，需要寻找一种新的方法，提高天然橡胶的性能。本文研究了乙炔黑与石墨填充天然橡胶的性能，并且对其进行了深入分析。
实验部分
实验材料：天然橡胶、乙炔黑、石墨粉、加工助剂。
实验方法：天然橡胶与1.0份分散剂、0.5份硫化剂、0.3份促进剂、0.3份抗老剂、0.1份防霉剂和5份碳黑搅拌均匀，然后再加入不同比例的乙炔黑和石墨粉，搅拌均匀，并且在温度为140℃，压力为15MPa下，进行挤出成形制样。
实验结果
1.拉伸实验
实验结果表明，加入乙炔黑或石墨粉可以提高天然橡胶的硬度和强度，在填充率为30%时，强度提高了53%。但在填充率为50%时，强度的提高速度较慢，仅为27%，这可能是填充物集中并且导致材料脆化。
2.硬度实验
实验结果表明，随着填充物的增加，天然橡胶的硬度在逐渐增加，但增加的速度减缓，这就是填充物饱和的现象。
3.磨损实验
实验结果表明，乙炔黑和石墨粉的填充可以显著改善天然橡胶的磨损性能，填充率在50%的情况下，磨损量降低了60%。
分析讨论
1.填充率与性能
乙炔黑和石墨粉作为填料，都能够显著提高天然橡胶的性能。然而，在填充率较低的情况下，填充物可以有效地增加翻滚阻力和拉伸阻力，提高硬度和强度。随着填充率的增加，材料的流动性和弹性会下降。当填充率达到一定程度时，填充物集中会导致材料脆性，强度增加速度减慢。因此，需要根据不同的应用场景和要求进行选择。
2.乙炔黑与石墨粉的对比
乙炔黑和石墨粉都是优秀的填充材料，但由于它们的化学结构和物理性质不同，它们的应用范围也有所不同。在本实验中，乙炔黑的硬度更高，因此在填充率较低时，与天然橡胶更加相配，可以提高强度。石墨粉的优势在于其磨损性能更好，可以用于生产高耐磨损性的部件，适合于需要长时间稳定运行的设备。
结论
本研究表明，填充乙炔黑和石墨粉可以有效提高天然橡胶的性能，但填充率和填充物的类型对其性能影响显著。在填充率较低时，乙炔黑的填充可提高天然橡胶的硬度和强度，而在填充的石墨粉中则可以提高其耐磨性。因此，根据要求的应用场景进行选择，不仅可以提高性能，而且可以为企业节约成本，提高生产效率和质量。