【二氧化硅】白炭黑牌号对胶料性能的影响.pdf
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1、第 3 3卷第 1 1 期 2 0 0 6年 1 1月 世 界 橡 胶 工 业 W o r l d Ru b b e r I nd u s t r y Vo 1 3 3 No 1 1: 57 NO V 2 0 06 白炭黑牌号对胶料性能的影响 赵 志正 ( 中橡集团西北橡胶塑 料研究设计院, 陕西咸阳7 1 2 0 2 3 ) 编译 摘要 : 文 中介绍了俄 罗斯新开发成功的 白炭黑 P o c r m 1 7 5的物理化学性能。分 别将 它及 与其相 近 似的 Z e o s i l l 1 6 5 M P加入 丁苯橡 胶 , 制成轿 车轮 胎胎 面胶 胶料及 硫化 胶 , 对 它们 的性
2、能作 了对 比评估 。 与此 同时 , 还对含有硅 烷的 白炭黑 C o u p s i l 8 1 0 8 、 C o u p s i l 8 1 1 3 进行 了试验研 究。将 P o c n n 1 7 5厦 Z e o s i l l 1 6 5 MP分别跟有机硅 烷 s i 一 6 9一起加入胶料 , 对其 配合性能也进 行 了分析研 究。 关键 词 : 二氧化硅填 充剂( 白炭黑 ) ; 绿 色轮胎 ; 胎 面胶 中图分类号: T Q 3 3 0 3 8 1 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 1 8 2 3 2 ( 2 0 0 6 ) l 1 - 0 0 0 5 0 3
3、 在轿车轮胎胎面胶中加大沉淀法白炭黑的 用量的做法在其他国家早 已十分普遍 , 而在俄 罗斯的轮胎工厂中却不常见。这是 由于客观原 因所致。原 因之一是, 俄 国还缺乏能够满足轮 胎厂要求的物理化学性能及结构参数的高比表 面 积 白炭 黑 。 然而生产“ 绿色轮胎” 已成为当今时代的要 求 , 所 以俄罗斯就在工业化试生产的条件下 , 着 手在轿车子午线轮胎胎面胶配方中对 白炭黑填 料进行 了试验研究。俄 国 B c 一 1 2 0白炭黑生产 厂使用的是碳酸沉淀法工艺。这种生产工艺还 需进 行 实 质性 的改进 , 才 能 生 产 出具 有 较 高 的 比表面积和最佳结构的白炭黑。“ 索达”
4、股份有 限公司( 斯捷尔里塔玛克) 研究开发了俄国产白 炭黑填充剂 P o c z 1 7 5 , 根据氮吸附值 , 它 的比 表 面积为 1 6 1 1 9 0 m 2 g 。 大家知道 , 在使用白炭黑填充剂 , 并用硫黄 硫化 的情 况下 , 必须在胶料配方中添加偶联剂 一 硅烷。通常使用的是双 ( 3 一 三 乙氧基 甲硅烷 基丙基) 四硫化物( T E S P T ) , 其牌号是 s i 一 6 9 。 此外, 许 多厂商正在生 产表 丽经双官能有 机硅烷 改性 的不 同牌 号的 白炭黑 。 与含炭黑的胎面胶相 比, 含有 白炭黑填充 剂的橡胶一般 可大大降低 滚动阻力, 在湿路面
5、 上的高抓着 力, 其耐磨性 与炭 黑胎 面胶 相近。 测定轮胎滚动 阻力及抓着力, 在一般轮胎厂实 验室的条件下 是不可能做到。因此 , 为了对在 试验室里制备 的橡胶各项性能进行表征 , 采用 了某种程度上与上述各项性能有关联的一些指 标 。 文中对使用了物理一 化学性能相近的 P o c n 1 7 5和 Z e o s i l 1 1 6 5 MP的轿车轮胎胎面胶性能进 行了对比和评估 。此外 , 还饶有兴趣地评估 了 橡胶的各项性能 , 具体条件是将 白炭黑与双官 能有机硅烷( S i 一 6 9 , 德 国德固赛公 司产品) 分别 加入, 胶料中含有预先经 s i 6 9改性的 白
6、炭黑。 该文作 者 曾在试 验室里 对 含硅烷 的两种 二 氧化 硅白炭黑 C o u p s i l 8 1 0 8和 C o u p s i l 8 1 1 3 ( 德 固赛公 司产 品) 进行 了试 验, 并 且 , 和 Z e o s i l 1 1 6 5 MP ( 法 国罗地 亚 公 司) 进 行 了 比较 , 后者 与 有 机 硅 烷 s i 一 6 9一起添加。他们对俄国产的 P o c 1 7 5 也进 行 了实 验 室 试验 , P o c 1 7 5也 与 s i 6 9一 起 添加 。 为了评估 白炭黑填 充剂 的性能, 在标准胶 料 ( 前 苏 联 技 术 条 件 T
7、 y 2 1 6 8 0 3 8 0 0 2 0 4 8 7 2 2 0 0 1 ) 中也进行试验。胶料用实验室开炼 机制 备。试验表明, Z e o s i l 1 1 6 5 MP具有最大 的补强 性能( 见表 1 ) ; 在这种情 况下 , 用 MD R 2 0 0 0测 得的硫化胶的硫化特性及 5 0 0 定伸应力也 比 较高。含有 C o u p s i l 8 l 1 3的胶料具有最低 的门 尼粘度 , 这证明 , 含有这种白炭黑填充剂的胶料 加工性能良好 。 为了研究 白炭黑填充剂对胶料物理机械性 能的影响, 曾制备了白炭黑含量不同的( 1 05 0 质量份) 的胶料 , 胶料组
8、份不变。含硅烷的白炭 黑填 充 剂 的用 量 在 1 1 5 5质量 份 之 间 变 化 。 试验对象是以丁苯橡胶 B ( ( 1 0 0质量份 ) +白 炭黑( 4 5 ) +1 - I 2 4 5炭黑( 2 0 ) 为基础的环保 型轮 胎胎面胶料配方。 众所周知 , 含有 白炭黑 的橡胶使用性 能的 平衡只有在精确地选择混炼条件和正确地选择 交联剂的前提下才能达到。该文作者曾经选用 维普资讯 http:/ 6 世界橡胶工业 2 0 0 6 门尼粘度 ( N L B 1 +4 , 1 0 0 “ C) 标准单位 扭 矩 d N Ill 最小值 最大值 达到 5 0 硫 化的时间 ra i n
9、 达到正硫 化的时间 ra i n 焦烧开始 时间 一 ra in 5 0 0 定伸应 力 MP a 拉伸强度 MP a 相对拉断伸长率 , 1 5 1 5 2 1 7 4 5 6 0 3 9 4 6 6 8 7 2 3 4 1 9 7 4 0 0 1 2 1 4 0 1 7 4 5 8 0 3 7 4 0 9 3 8 9 3 0 l 8 8 3 2 0 3 1 2 5 0 2 0 8 5 3 0 3 3 5 0 5 9 7 6 3 8 6 7 2 7 1 8 2 O 4 1 3 5 0 1 9 5 5 6 0 4 1 6 8 7 7 1 0 0 5 O 7 1 2 0 6 7 9 0 *表
10、中分子表示用 MD R 2 0 0 0 ( 1 6 o ) 测得的值 , 分母为用盂 山都 R 1 0 0 ( 1 6 0C) 测得的值 。 * *用盂 山都 R 1 0 0 ( 1 6 o ) 流变仪做 的试验 。 德固赛公 司推荐的胶料的混炼条件。胶料用实 验室密炼机 , 采用两段法制备。在第一阶段 , 混 炼周期之初将生胶投入 , 然后塑炼 6 0 s , 添加氧 化锌、 白炭黑 , 硅烷和硬脂酸并混炼 1 2 0 s , 然后 加入炭 黑 及 nH 6 11 i油, 混 炼 2 7 0 s , 再 加 入 I P P D , a u 盯0 H a H H J I P, 蜡及古 马隆一
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- 二氧化硅 炭黑 牌号 胶料 性能 影响
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