天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其成分中91%~94%是橡膠烴(聚異戊二烯),其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。
補強:在橡膠中加入一種物質后,使硫化膠的耐磨性、抗撕裂強度、拉伸強度、模量、抗溶脹性等性能獲得較大提高的行為。凡具有這種作用的物質稱為補強劑。
近年來出現的新工藝碳黑具有良好的補強性能,且有優異的加工性能。壓出表面光滑,收縮率小,具有粒徑小,分布窄,結構度高,表面積低,粗糙度小等優點。除了炭黑外,橡膠工業中還有很多補強填充劑,如陶土、重質碳酸鈣、沉淀白炭黑和氣相白炭黑等。
在上述幾種補強劑中(氣相白炭黑和沉淀白炭黑都是二氧化硅,也就是一種,只是生產工藝不一樣,所以有些差別),白炭黑和炭黑的補強性能是最好的,都是白炭黑比較貴,所以工業生產的時候,除非是對顏色有要求,一般都是使用炭黑作為補強填充體系。
實驗表明,炭黑粒子越小,補強效果越好,是因為粒徑遠小于交聯點鏈段長度時,才能使橡膠分子充分吸附于炭黑表面。粒徑越小,凝膠生成量越多,補強效果也越大。而陶土、重質碳酸鈣再分散,也達不到那個效果,而且陶土和重質碳酸鈣吸濕性強,易結塊,導致它們的分散更加不均勻,而由于木桶效應,測試硫化膠強度的時候,很重要的一個指標是測量扯斷強度,如果由于分散不均,某個地方有一個應力集中點,就會更加容易斷裂。