كيف يؤثر الكاولين على الخواص الميكانيكية للمطاط

في الوقت الحاضر، الحشوات الرئيسية المستخدمة في المطاط الصناعي هي الكربون الأسود، والكربون الأسود الأبيض، والسيليكات، والكربونات، والمركبات المعدنية، وما إلى ذلك. مع الطلب المتزايد على حماية البيئة، ارتفعت تكلفة إنتاج الكربون الأسود والكربون الأسود الأبيض. يعد إيجاد بدائل للكربون الأسود والكربون الأسود الأبيض اتجاهًا مهمًا لتطوير صناعة المطاط.

تتمتع الصين بوفرة من موارد معدن الكاولين، حيث يوجد بها 267 رواسب معدنية مؤكدة بالإضافة إلى 2.91 مليار طن من الاحتياطيات المؤكدة؛ وعملية إنتاج الكاولين بسيطة ومنخفضة التكلفة. كما يتمتع المطاط الطبيعي بخصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة. ويمكن أن يؤدي ملء المطاط الطبيعي بالكاولين إلى تطوير الموارد في الصين بشكل أفضل وتعظيم استخدامات المطاط الطبيعي.

قام لي شياو تشينغ وآخرون بدراسة الخواص الميكانيكية للمركبات المطاطية المقواة بالكاولين. أظهرت النتائج التجريبية أن:

(1) مع زيادة حشو الكاولين، تزداد صلابة الشاطئ A للمطاط، وقوة الشد، وإجهاد الشد 100%، وإجهاد الشد 200%، ومعدل الارتداد ينخفض؛ عند تطبيق 90 جزءًا من الكاولين، تصل كثافة المطاط إلى الحد الأقصى. عند تطبيق 50 جزءًا من الكاولين، تصل قوة التمزق إلى الحد الأقصى. وفي الوقت نفسه، عندما يتم تقليل أداء الارتداد، فإنه لا يزال يتمتع بمعدل ارتداد مرتفع، مما يجلب المزيد من قيمة التطوير والتطبيق.

(2) أقصى صلابة للمطاط المقوى بالكاولين هي 52 درجة. وبالمقارنة مع أبحاث باي يانغ وآخرين حول مركبات المطاط الطبيعي المملوءة بالكربون الأسود والأسود الكربوني الأبيض وأبحاث جي تشونمي حول المطاط الطبيعي المقوى بالكربون الأسود، والتي تبلغ صلابتها 60 ~ 70، فإن صلابة المطاط الطبيعي المملوء بالكاولين أقل من المطاط المملوء بالكربون الأسود الأبيض والأسود الكربوني.

(3) في بحث Peng Qianqian حول تقوية مطاط ستيرين بوتادين بالكربون الأسود الأبيض، يظهر أن قوة التمزق هي 30 ~ 36kn / M؛ قوة الشد هي 14.7 ~ 15.8 ميجا باسكال؛ إجهاد الشد الثابت 100% هو 1.1 ~ 3.7 ميجا باسكال. بالمقارنة، وجد أن قوة التمزق للمطاط الطبيعي المقوى بالكاولين قريبة من قوة تمزق مطاط ستيرين بوتادين المقوى بالكربون الأسود الأبيض، في حين أن قوة الشد وإجهاد الشد الثابت 100% أعلى بكثير من ذلك.

(4) وجد ياو بينبين أن معدل الارتداد للمطاط الطبيعي المقوى بالكربون الأسود الأبيض كان 46%-48%؛ ووجد هو باولي وآخرون أن معدل الارتداد في الكربون الأسود الأبيض المقوى بالكربون الأسود الأبيض كان 49%~58%. وبعد المقارنة، تبين أنه حتى عند تطبيق 110 أجزاء من الكاولين، لا يزال المطاط المقوى يتمتع بمرونة عالية، ويصل معدل الارتداد إلى 64%. ويمكن تحسين أداء الارتداد عن طريق ملء المطاط بالكاولين، وبالتالي يمكن توفير منتجات مطاطية عالية المرونة للمجالات الصناعية.