磁性橡胶

一、材料选择

1. 基体橡胶

- 磁性橡胶的磁性与橡胶类型无关，但胶种显著影响物理机械性能与加工工艺。

- 氯丁橡胶：分子极性较强，利于各向异性磁粉粒子定向排列，磁通密度较高。

- 天然橡胶：综合物理机械性能优异，加工性良好，可填充更多磁粉，应用广泛。

- 氧化聚乙烯橡胶：高填充量下性能优异；液体橡胶：工艺简单，少量磁粉即可达到干胶高填充量的磁性能，发展潜力大。

2. 选择原则

- 强伸性能要求不高时，优先选择可填充最大磁粉量且不影响物理机械性能的胶种。

二、磁性填料（磁粉）

1. 类型与特性

- 铁氧体磁粉（主流选择）：

- 成分为二元/三元氧化物（如 MO·Fe₂O₃），原料为炼铁副产品，成本低、易制备、密度低。

- 主要为钡、锶等高铁酸盐。

- 金属磁粉（特殊场景使用）：

- 包括铁钴（Fe-Co）、铁镍（Fe-Ni）、铁钡（Fe-Ba）等强磁性混合物粉末。

- 铁钴磁粉剩磁强度可达铁氧体的4倍，但因价格高、分散困难，仅用于精密仪器。

2. 磁粉性能要求

- 可高填充、磁化后磁性稳定，并能牢固吸附永磁材料铁板。

三、配方设计关键参数

1. 磁粉粒径

- 理想范围：0.5-3 μm（微米级）。

- 粒径过大 → 分散不均、加工性差、内退磁加剧、应力集中 → 磁强分布不均。

- 粒径细小且分布均匀 → 比表面积大、分散性好 → 磁强分布均匀，物理性能破坏小。

2. 磁粉填充量

- 磁性影响：

- 填充系数 <50%：无法测出磁性； >50% 后磁性随填充量线性增加。

- 液态橡胶在相同填充量下磁性能优于干胶（因分散性好，内退磁减弱）。

- 物理性能影响：

- 填充量↑ → 混炼工艺恶化，硫化胶强度、伸长率、永久变形急剧下降。

- 极值现象：天然胶中磁粉含量达 70%–90% 时，抗撕强度出现峰值（受胶种/填料性质影响）。

3. 平衡策略

- 磁粉与聚合物无化学键结合 → 过量填充导致弹性↓、硬度↑。

- 优化方向：在满足物理机械性能前提下，尽可能提高磁粉用量以增强磁性。