多硫硅烷中硫的质量分数对含白炭黑的低滚动阻力胎面胶性能的影响

合集下载

不同类型丁苯橡胶和白炭黑对轿车子午线轮胎胎面胶性能的影响

不同类型丁苯橡胶和白炭黑对轿车子午线轮胎胎面胶性能的影响

黑 (CB)可 以改 善轮胎 的性能 ,但 是疏 水 的 SBR和
亲 水 的 白炭 黑 之 间 的相 容性 必 须加 以重 视和 妥 善 2 试验
解 决 。 因此 , 以双一[3一(三 乙氧 基硅 )丙基 】.四硫 2.1 原材 料
化 物 (TESPT;Si.69)为代 表 的双 官能 硅烷 偶 联
4.结构 、反 式 l,4.结构 和 1,2.乙烯 基 结构 。乳 聚 分子 结构 设计 ,在 10% ̄90%范 围 内变 化 。此 外 ,
丁苯 橡胶 (ESBR)是在乳 液 条件 下通过 自由基机 SSBR硫化胶 在 保持磨 耗性 能和 牵 引性能 与 EsBR
理 聚合 而成 。在 这种 反 应体 系 中通 常 具有 分散 于 硫化 胶 相 当 的前提 下 ,还 具 有更 低 的滞 后 损 失和
SBR 的聚合反 应条件 不 同对 SBR分 子 中丁二 烯单 较 窄 , 乙烯 基 组 分含 量较 高 的特 点 。相 关 报道 显
元 的微 观 结构 将 会产 生 较大 的影 响 ,通常 丁 二烯 示 ,ESBR 中 乙烯基 组 分含量 通 常为 20%左 右 ,基
单 元 的微 观 结构 有三 种结 构形 式 ,分别 是顺 式 1, 本恒 定 ,而 SSBR 中 的乙烯基 组分 含量 可 以按照
切 力 ,所 以 HDSi在 橡胶 基质 中具有更 好 的分散 性 , 两 个 品种 ,一种是 高 分散性 白炭黑 (HDSi),型 号
使 轮胎 的磨 耗 性 能、滚 动 阻力 (RR)和湿 路面 抓 为 Zeosil l165MP;另 一 种 是普 通 沉 淀 法 白炭 黑
着 力 (W G)都得 到 明显 改善 。尽 管 白炭 黑替代 炭 (CSi),型 号为 Tokusil 255。

低滚动阻力轿车轮胎胎面胶配方的研究

低滚动阻力轿车轮胎胎面胶配方的研究
注 : 配方 其 余 组 分 和 用 量 为 氧化 锌 3, 硬脂酸 1 . 5, 防老 刑
4 0 2 0 2 , 防老 剂 RD 1 , 防护蜡
焦剂 C T P 0 . 1 5 。
1 , 硫黄和促进剂 C Z 3 . 5 , 防
石 化齐鲁 石油 化 工公 司 产 品 ; 溶 聚丁 苯 橡胶 ( S S 一
《 有关 燃油 效率及 其他基 本参 数 的轮胎标 签 》 的技 术法规 , 要求 国内轮 胎 公 司对 现 有 产 品从 胶 料 配
方、 结构 、 工 艺等 方 面尽 快 改进 优 化 , 在 降低 轮胎
滚动 阻力 的同时 改 善抗 湿 滑 性 能 和减 小 噪声 , 从
而巩 固其产 品在 欧洲市 场 的地 位 。降低滚 动 阻力
白炭 黑 , 可 加 快 胶 料 的硫 化 速度 , 提 高 硫 化 胶 的定 伸 应 力 和 拉 伸 强 度 , 改 善硫 化 胶 的动 态 性 能 ; 成 品轮 胎 的高 速 性 能 和
耐 久 性 能均 达 到 国 家 标 准要 求 , 滚动阻力明显降低。
关键 词 : 溶 聚 丁 苯橡 胶 ; 白炭 黑 ; 轿车轮胎 ; 胎 面胶 ; 滚 动 阻 力
作者简介: 顾高照( 1 9 8 0 一) , 男, 山东郯城县人 , 三 角 轮 胎 股
份有限公司工程师, 学士 , 主 要 从 事 乘 用 子 午 线 轮 胎 配 方 的研 究 工作 。
1 . 3 主 要 设 备 和 仪 器
GK5 8 0 E型密炼 机 和 G K2 5 5型密炼 机 , 益 阳 橡 胶塑 料机械 集 团有 限公 司 产 品 ; O DR 2 0 0 0型硫
9 0 0 0 , 中国石 化 北 京 燕 山石 化 分 公 司 产 品 ; 炭 黑

加工工艺对白炭黑_CNTs混炼胶结构与性能的影响-加工工艺设计-毕业论文

加工工艺对白炭黑_CNTs混炼胶结构与性能的影响-加工工艺设计-毕业论文

本科毕业论文加工工艺对白炭黑/CNTs混炼胶结构与性能的影响Effect of Processing Technology on Structure and Properties of Silica/CNTs Mixture摘要随着时代的进步,人们对高性能橡胶制品的需求越来越大。

停放返炼工艺对混炼胶结构与性能的影响成为研究热点。

本课题通过采取不同的生产工艺,主要探究了不同停放温度以及不同返炼次数对白炭黑/碳纳米管混炼胶结构与性能的影响。

结果发现:适当提高温度会使白炭黑/碳纳米管混炼胶的抗湿性能和滚动阻力更加优异,最适宜温度为30℃;返炼对白炭黑/碳纳米管混炼胶的性能提升明显,碳纳米管分散性提升,综合性能提高。

材料的最佳返炼次数应为15次左右。

关键词混炼胶白炭黑碳纳米管停放返炼ABSTRACTWith the advancement of the times, people are increasingly demanding high-performance rubber products. The impact of the parking refining process on the structure and performance of the rubber compound has become a research hotspot. This topic explores the effects of different parking temperatures and different refining times on the structure and properties of silica/carbon nanotube rubber mixture by adopting different production processes. The results show that proper temperature increase will make the white carbon black/carbon nanotube rubber compound more excellent in moisture resistance and rolling resistance, and the optimum temperature is 30 °C. The performance of refining on white carbon black/carbon nanotube rubber compound is improved. Obviously, the dispersibility of carbon nanotubes is improved and the overall performance is improved. The optimum number of refining materials should be about 15 times.Key words rubber compound silica carbon nanotubes parking目录第一章文献综述 (1)1.1 引言 (1)1.2 溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶橡胶(BR)复合材料 (2)1.2.1 SSBR的结构与性质 (2)1.2.2 BR的结构与性质 (2)1.2.3 白炭黑的基本性质 (3)1.2.4 白炭黑的制造方法 (3)1.2.5 白炭黑的表面结构对补强作用的影响 (4)1.3 碳纳米管 (4)1.3.1 碳纳米管的结构性质 (4)1.3.2 碳纳米管的制备 (4)1.4影响结构变化的因素 (5)1.4.1聚合物自身性质 (5)1.4.2混炼工艺 (5)1.4.3停放反应时间和温度的影响 (6)1.5 本论文的设计思路和研究内容及目的 (6)1.5.1 研究内容和目的 (6)第二章实验部分 (7)2.1 实验原料 (7)2.2 仪器设备 (7)2.3 实验步骤 (7)2.4 测试标准和方法 (8)第三章实验结果和讨论 (9)3.1 停放温度对白炭黑混炼胶性能的影响 (9)3.2 返炼次数对白炭黑混炼胶性能的影响 (10)3.3 停放返炼对白炭黑/碳纳米管混炼胶动态力学性能的影响 (11)3.4 停放返炼对白炭黑/碳纳米管混炼胶微观结构的影响 (12)结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)第一章文献综述1.1 引言伴随着时代的进步,橡胶制品在逐渐的渗透到每个人的生活之中,成为了当今人类生活当中不可缺少的一部分。

不同种类的硅烷对白炭黑填充胶料分散性的影响

不同种类的硅烷对白炭黑填充胶料分散性的影响
[ 文章绵 910 716 (000 020 10—852 1)30 9-2
I lu nc fDif r n u i gAg nt ot s r i n o iiaFi e y t m nf e eo fe e tCo pln e st heDipe so fS lc l d S se l
Ab t a t h a e e ci e ei fu n e o i c ’ ip ri n b d ig a sln o p ig a e t n t emi i gp o e s Co d ce t t t a e t f i n sr c :T ep p rd s r d t l e c f l a sd s e so y a d n i ec u l g n x n r c s n u t d asai i l s l e b h n si a n i h sc t o sa c u l g a e tc na nn 5 一 S 6 , n i 6 a e s e , i e e t i n o p ig a e t n sl ad s e s n ef c s ay I r e e eb s d s e so o pi g n o t i ig X一 0 S, i 9 a dS 2 6 Asc n b e n d f r n l ec u l g n i c ip ri fe t r no d rt g t h e t ip ri n n sa n i i o v o t
用青 岛科 高橡 塑机械技术装备有 限公 司生产的密 炼机 制 备混炼胶 , 分三段进行炼胶 , 第一段将S R,白炭黑 , B 偶联剂 , Z O,油,硬脂酸 ,WA n X,炭 黑加入 ,第二段加入剩余 的炭 黑 ,在最后一段加入促进剂c z,促进剂DP G,防老剂4 l , 0 O 硫磺 。

增大白炭黑在工程机械轮胎胎面胶中用量的研究

增大白炭黑在工程机械轮胎胎面胶中用量的研究

炭 黑在 工程 机械 轮胎 胎面 胶 中的应 用 ,胶料 配方 见 表1 和2 。 白炭 黑 用量 为2 5 份 ,在 N R 和N R / S B R 胎 面 胶 中 白炭黑 用量 占炭 黑和 白炭 黑总 用量 比分 别达 到
4 9 . 5 %和4 3 . 9 %。
提升 。与乘 用车和卡车子午线轮胎相 比,工程机械轮
当添加分散剂 ,可 以增大工程机械轮 胎胎面胶 中自炭黑用量 ,提 高胶料硫化速度 、 改善胶料的加工性能和物理性能、明显降低胶料的生热 ,延长轮胎使用寿命 。 关键词: 白炭黑 ;工程机 械轮胎 ;胎面胶 ;分散剂 ;天然橡胶 ;丁苯橡胶
工业 和信息 化部 2 01 0 年 发 布 的 《轮 胎 行 业 “ 十二五 ”发展规划指导纲要 》指 出 :把显著增 大 白 炭黑用量作 为重点 开展 的科研项 目。可见增 大 白炭黑 在轮胎 中的用量 已成 为发展绿色 轮胎 、低碳经 济和节 能减排 的重要措施 之一 。近年来 我国用 白炭黑 制造绿
国家标准进行 。
2 结 果 与 讨 论 2 . 1 理化分析
3 种分散剂 的主要成分见表 3 。 从 表3 可 以看 出 ,脂肪酸锌 皂酯含一 定量酯 ,锌
料停放 后 的 门尼 粘度 ,即有 利于 配合剂 分散 和混炼
能耗 降低 。
质 量 分数较 小 。混 合 酸锌皂 主要 成 分为脂 肪 酸和芳
香 酸 的混 合酸锌 皂 ,典 型产 品有 美 国的A k t 7 3 和杭 州
表3 3 种分散剂的主要成分
分 散 剂 中 的锌 皂 既有 润 滑橡 胶 分 子链 的作 用
J I N S I L 7 0 0),山东 金能科技 有 限公 司产 品 ;脂肪 酸 锌皂 酯 ( 牌号Z D 一 6 )、脂肪 酸锌皂 ( 牌 号Z D 一 2)和 混合 酸锌皂 ( 牌 号Z D 一 2 和Z D 一 5 ),杭 州 中德化学 工

低滚动阻力轿车轮胎胎面配方的材料选择_张建军

低滚动阻力轿车轮胎胎面配方的材料选择_张建军
E′-温 度 曲 线 如 图 2 所 示 。
表1 SSBR2557和 ESBR1723的微观结构对比
项 目
SSBR2557
结合苯乙烯质量分数 结合乙烯基质量分数 玻 璃 化 温 度 (Tg)/℃ 门尼粘度[ML(1+4)100 ℃] 充 油 率/%
0.250 0.51 -27
54 37.5
ESBR1723
0.235 0.12 -50
47 37.5
2.1.1 试 验 配 方 试验 配 方 为:SSBR2557/ESBR1723 60[以
未充油计 (下 同 ),并 用 比 为 30/30,45/15 和 60/ 0],SBR1500 10,BR9000 30,炭 黑 N220 30, 环保油 30.25,白炭黑 Z1165MP 43,硅烷偶联 剂 X-50-S 8.2,活性剂 4.5,防老剂 10.5,硫 化 剂 5.1。 2.1.2 动 态 性 能
480
轮 胎 工 业 2014年第34卷
低滚动阻力轿车轮胎胎面配方的材料选择
张 建 军1,2 ,任 福 君2 ,董 兴 旺2
(1.青岛科技大学 材料科学与工程学院,山东 青岛 266042;2.中策橡胶集团有限公司,浙江 杭州 310008)
摘要:研究溶聚丁苯橡胶(SSBR)、白炭黑、硅烷偶联剂和特殊弹性体 Nanoprene BM75 对 低 滚 动 阻 力 轮 胎 胎 面 胶 性能的影响。结果表明:采用合适结构的 SSBR 替代乳聚丁苯 橡 胶 或 采 用 白 炭 黑 替 代 炭 黑 都 可 以 在 提 高 轮 胎 抗 湿 滑 性能的同时降低滚动阻力,改性 SSBR 的动态性能优于相同微观 结 构 的 未 改 性 SSBR;新 型 硅 烷 偶 联 剂 胶 料 比 传 统 硅 烷偶联剂胶料动态性能更好;特殊弹性体 Nanoprene BM75也可有效降低滚动阻力。

硅烷用量对白炭黑填充胶料交联密度的影响

硅烷用量对白炭黑填充胶料交联密度的影响
实验数据列于表 1。试样在 160°C下反应 1 h后被冷却 ,用带紫外线检测器的 HPLC (高 压液相色谱 )法 (用苯基癸烷作为响应因子 )测 定和 滤 出 未 反 应 硅 烷 量 。结 合 效 率 是 指 与 Polyoel反应的硅烷的量 (用百分比表示 ) 。
表 1 S i266和 Polyoel 110标准反应的配方
50 50
50
TESPD
含 99% S2
4
4
0
VP Si 208
0
0
3
氧化锌
3
3
3
硬脂酸
2
2
2
第二阶段
第一阶段母炼胶
TM TM 硫黄
1. 5 1. 5 1. 5
2. 2 0
0
另一个橡胶内试验在含 80份 U ltrasil 7000 GR 的 S2SBR /1, 42BR 并 用 胶 中 完 成 。硅 烷 Si266和 Si69作为偶联剂使用 。
第 35卷第 2期
姚 琳. 硅烷用量对白炭黑填充胶料交联密度的影响 ·5·
表 2 TESPD 结合反应的配方
第一阶段 E2SBR
(1) (2) (3)
含 23. 5%苯乙烯 ,
37. 5份油
137. 5 137. 5 137. 5
U ltrasil 7000 GR CTAB: 160 m2 / g
图 3 交联图示 网状结构 : ○基质交联 ; ●白炭黑 2橡胶交联
早先研究表明 ,白炭黑 2橡胶结合有助于增 大 △扭 矩 (即 最 大 扭 矩 与 最 小 扭 矩 之 差 ) 。 Si266和 Si69 因结合反应而消耗了游离硫黄 , 并降低了基质网络化的程度 。图 4对含单官能 硅烷丙基三乙氧基硅烷 (VP Si 203)胶料的纯 基质交联进行了比较 。比较发现 ,添加双硫烷 硅烷 TM eSPD 和多硫烷硅烷 TM eSPT (三甲基硅 烷基团 )可降低扭矩 。由于三甲基硅烷基团存

非标准炭黑在轿车子午线轮胎胎侧胶中的应用 

非标准炭黑在轿车子午线轮胎胎侧胶中的应用 

非标准炭黑在轿车子午线轮胎胎侧胶中的应用徐文龙,邱海强,朱金先,宫亭亭,汪 燕,孙世悦,徐 旗,李崇兵[浦林成山(山东)轮胎有限公司,山东威海264300]摘要:研究非标准炭黑在轿车子午线轮胎胎侧胶中的应用。

结果表明:与填充炭黑N330的胶料相比,填充非标准炭黑BC2123胶料的门尼粘度、门尼焦烧时间和硫化速度相当,挤出口型膨胀率较小,具有更好的炭黑分散性;密度、硬度和耐屈挠性能相当,定伸应力和拉伸强度稍有提升,拉断伸长率和撕裂强度略有下降,具有更好的高低温弹性、更低的生热和更小的损耗因子;以非标准炭黑BC2123减量替代炭黑N330,成品轮胎的滚动阻力降低。

关键词:非标准炭黑;轿车子午线轮胎;胎侧胶;加工性能;炭黑分散性;物理性能;滚动阻力中图分类号:TQ330.38+1;U463.341+.4/.6 文章编号:1006-8171(2023)05-0279-04文献标志码:A DOI:10.12135/j.issn.1006-8171.2023.05.0279在轮胎发展过程中,经历了数次革命性的进步,为汽车工业的不断突破做出了贡献。

如今,全球汽车市场发展迅猛,伴随绿色可持续发展理念深入全球汽车行业,轮胎工业也面临新的挑战和机遇。

汽车电动化、智能化等发展大趋势,不仅为汽车的动力总成、底盘、电子设备等零部件带来重大变革,也使轮胎行业进入新的发展阶段。

在“双碳”目标的激励下,国内电动汽车行业蓬勃发展,电动汽车具有近零排放的特性,是交通领域绿色低碳发展,实现“碳中和”的重要途径[1-2],因此电动汽车被认为是未来汽车的发展趋势。

当前电动汽车发展受限于电池能量密度低,续航里程是电动汽车发展的瓶颈之一,低滚动阻力轮胎是提升电动汽车续航里程的一个重要解决方案。

《中国制造2025》对低滚动阻力轮胎提出了明确要求:国产节能轮胎的抗湿滑性能、耐磨性能和噪声性能持续改善,滚动阻力降低30%,其实现节油6%以上,占自主市场份额超过50%。

试析炭黑分散性对轮胎胎面胶性能的影响与优化

试析炭黑分散性对轮胎胎面胶性能的影响与优化

试析炭黑分散性对轮胎胎面胶性能的影响与优化当前汽车已经成为重要的出行工具,因此人们对汽车品质的要求逐渐提高。

其中轮胎的性能也是人们关注的重点,传统轮胎存在耐磨性较差等问题,这严重影响了人们对汽车的使用。

本文将全钢载重子午线轮胎作为研究对象,对炭黑分散性影响轮胎胎面胶性能的规律进行探索。

标签:炭黑分散性;轮胎;胎面胶性能炭黑作为橡胶补强填料,具有表面积大、粒径小、密度低的特点,其主要成分为碳元素,同时含有少量硫、氢、氧等元素。

其中化学组成、聚集体质量、聚集体形态、表面积等是其性能差异的主要体现,胶料的性能与炭黑的分散性具有密切联系。

混炼初期炭黑为较大的凝结块,由聚集体和与其相连的聚合物组成。

随着混炼时间的增加,混集块受到剪力逐渐分散变小。

炭黑在胶料中的分散性取决于其本身在胶料中的分布,通常情况下混炼条件、混炼程序、胶料配方、混炼设备等因素决定炭黑的分散过程。

炭黑分散性对全钢载重子午线轮胎胎面胶性能的影响较大。

1 实验1.1 原材料天然橡胶,21#复合橡胶,产于马来西亚;炭黑N235,产于美国博特公司;橡胶工业常用原材料。

1.2 配方全钢载重子午线轮胎的胎面胶配方是:NR(100)、炭黑N235(45)、白炭黑(15)、硬脂酸(2)、氧化锌(3)、偶联剂Si69(3)、防老剂(1.5)、防老剂4020(2)、硫磺(1.2)、促进剂CZ(1.5)。

1.3 仪器与设备F-306型密炼机,产于英国法雷尔公司;XKR-663型开炼机,产于大连冰山橡塑公司;XLB-1型平板硫化机,产于青岛巨融机械技术有限公司;T2001E型电子式大力试验机,产于北京友深电子仪器公司;MDR2001型硫化仪、MV2001型门尼粘度仪、disperGRADERTM型炭黑分散仪器,产于美国阿尔法科技公司。

1.4 混炼工艺胶料混炼分为两段,密炼机中进行一段、开炼机进行二段。

密炼室温度应当控制在65摄氏度,转子转速为50rm,并按照生胶、炭黑、白炭黑和偶联剂Si69、排胶的顺序加料。

毕业设计硅烷偶联剂改性白炭黑对NBR硫化胶性能的影响

毕业设计硅烷偶联剂改性白炭黑对NBR硫化胶性能的影响

前言丁腈橡胶(NBR)是具有耐油、耐热、耐化学药品和机械性能等综合特性良好的橡胶材料,故其是应用于石油钻探、石油化工及汽车等苛刻动态环境中的传统橡胶材料,在这种苛刻使用环境中,橡胶制品的破坏主要是由机械疲劳和滞后生热引起的。

文献报道添加少量白炭黑能够降低胶料基体的生热性,但白炭黑与橡胶的表面能的差异较大。

硅烷偶联剂的发展促进了白炭黑填充轮胎的商品化,尤其是沉淀法白炭黑获得了重大突破。

使用硅烷偶联剂对白炭黑进行改性,可提高白炭黑与橡胶之间的相容性,降低胶料的门尼粘度、生热和滚动阻力,改善胶料的加工性能,提高硫化胶的耐磨性,使橡胶具有较好的综合性能。

目前偶联剂对橡胶改性方面的研究以双 [(三乙氧基硅烷基) 丙基]四硫化物(Si69)作为偶联剂的方法研究和应用的最多。

本次试验首先研究了偶联剂品种及并用对填料在NBR橡胶基体中的网络化研究,并用扫描电镜(SEM)微观表征了偶联剂对填料在橡胶基体中微观分散性的影响,及其对NBR硫化胶物理机械性能、耐介质性及动态性能的影响,优选出最佳的偶联剂品种;在此基础上,研究了了该偶联剂品种用量对NBR硫化胶综合性能的影响,选出最佳的用量。

1 文献综述1.1丁腈橡胶概述丁腈橡胶(NBR: Nitrile Butadiene Rubber)为浅黄色略带香味的橡胶,是丁二烯与丙烯腈的共聚物。

1937年工业化生产。

聚合方法类似于乳液聚合的丁苯橡胶,有低温乳液聚合(5℃)和高温乳液聚合(50℃)两种。

目前主要采用低温乳液聚合。

1.1.1 结构式与结构特点丁腈橡胶是苯乙烯与丁二烯为单体,采用乳液聚合方法,通过自由基反应历程制得的无规共聚物。

结构式:在NBR中,丁二烯(B)和丙烯晴(A)链节的连接方式一般为BAB,BBA,ABB,ABA和BBB的三元组,但随着丙烯晴含量的增加,也有呈AABAA五元组连接的,甚至可能出现丙烯腈的均聚物。

共聚物链节中丁二烯单元的微观构型以反式1-4构型为主,丁二烯链节的微观构型与聚合温度的关系见表1-1表1-1丁二烯链节的微观构型与聚合温度的关系Tab 1-1 Butadiene segment of the micro-configuration of therelationship with the polymerization temperature聚合温度/℃丁二烯链节的微观构型与聚合温度的关系顺式1-4构型反式1-构型1-2构型10 12.2. 74.5 13.320 13.1 73.1 13.830 14.8 70.9 14.31.1.2 主要特性NBR中由于有极性氰基的存在,因此对非极性或弱极性的矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂等有较高的稳定性,而芳烃溶剂、酮、脂等极性物质则对其有溶涨作用。

白炭黑炭黑填量对轮胎胎面胶性能影响的实验研究

白炭黑炭黑填量对轮胎胎面胶性能影响的实验研究

作者简介:刘艮春(1972-),男,江苏盐城人,硕士,主要从事工业车辆实心轮胎的研发工作。

收稿日期:2020-10-07随着我国经济社会的高速发展,机动车的保有量不断增加,据公安部统计,截至2020年6月,全国机动车保有量达3.6亿辆,其中汽车2.7亿辆[1],与此同时,人们的环保意识日益提高,对轮胎提出了更高的要求,轮胎正向着绿色环保节能的方向发展。

炭黑的主要成分是碳元素,是碳氢化合物在受控条件下不完全燃烧或分解得到的,是轮胎工业中常用的补强剂之一,可有效提高胶料的强度、耐磨性等性能。

白炭黑是白色粉末状的水合二氧化硅,其分子式为SiO 2•nH 2O ,属于无机补强剂。

与传统的炭黑补强剂相比,白炭黑的生产不以化石资源作为主要原料,同时使用白炭黑作为补强体系的胶料具有较低的滞后损失。

另一方面,当白炭黑的填充份数过多时,胶料的黏度会有较大升高,影响胶料的加工工艺性。

所以,本文将白炭黑与炭黑并用作为复合补强体系,研究二者的配比对轮胎胎面胶性能的影响。

1 实验1.1 实验材料与主要设备天然橡胶NR ,牌号STR20,泰国产品;顺丁橡胶BR ,牌号BR9000,中国石油独山子石化分公司产品;炭黑,牌号N375,卡博特 (中国) 有限公司产品;白炭黑,牌号Z1115 MP ,罗地亚(青岛)白炭黑有限公司产品;硅烷偶联剂,牌号Si69,南京曙光化工集团有限公司产品;其他材料均为常见市售产品。

密炼机,型号X (S )M -500,上海科创橡塑机械设备有限公司;开炼机,型号X(S)K -160,上海橡胶机白炭黑/炭黑填量对轮胎胎面胶性能影响的实验研究刘艮春,王恒宜,陈荣华(江苏托普轮胎股份有限公司,江苏 盐城 224400)摘要:研究了不同白炭黑/炭黑的填量配比对轮胎胎面胶性能的影响。

实验结果表明,随着胶料中白炭黑/炭黑配比的提高,胶料的焦烧时间及硫化时间延长,硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度降低,而断裂伸长率提高;同时,胶料的抗湿滑性能及滚动阻力呈降低趋势。

不同硅烷偶联剂对白炭黑填充SSBR胶料的性能的影响

不同硅烷偶联剂对白炭黑填充SSBR胶料的性能的影响

2 . 1 不 同偶联剂流变性能分析 表 1 可 以看出 ,三种偶 联剂改性 体系 的抗 焦烧能力顺 序为 : x一 5 0 S < S i 6 9 < S i 7 4 7 。 最小转矩 ML, 最大转矩 MH及 MH— ML ( 交联密度1 的 大小顺序为 X 一 5 0 S > S i 6 9 < S i 7 4 7 。 理论正硫化时间 : X 一 5 0 S > S i 6 9 > S i 7 4 7 。 S i 7 4 7的硫化最快 .原因应 该是巯 基的高反应活性可 以大幅提高偶联 效率 , 白炭黑表面的充分 改性大 大提高 白炭黑 的疏水性能日 另外 . 减 少挥发物 8 0 %. 减少设备腐蚀 . 环保 表1 流变仪表征的不同胶料硫化性能
S c i e n c e& T e c h n o l o g y Vi s i o n
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
不同 硅 烷偶 联 剂 对白 炭 黑 填 充S S B R 胶 料的 性H 匕 口 P - 响
张 屹 范世玉 ( 青 岛耐克 森轮 胎有 限公 司技 术研 究所 , 山东 青 岛 2 6 6 6 0 3 )

对 降低 。
【 关键词 】 硅烷偶联剂 ; 白炭黑 ; S S B R
0 前 言
在轮胎工业中 , 白炭黑和炭黑是最 重要补 强剂 与炭黑相 比. 白炭 黑填充在轮胎胎 面胶 中 . 可降低轮胎 的滚动阻力 . 并且在湿路 面牵 引 性 能及 雪路面的牵引性 能上有优异 的表现 . 因此 在行业 中的用 量逐年 增 大【 1 J 。 特别在欧洲轮胎标签法提出并执行 以来 . 得到了 国内外业界的 高度重视 , 给轮胎行业带来 了挑战 , 特别 对 国内轮 胎企业提 出了更 高 的要求 。 但 由于 白炭黑表面存在大量硅醇基 . 表面能和急性较大 . 而绝 大 多数 橡胶是非极性 的. 使 得白炭黑在橡胶 中难 以湿 润和分散 . 白炭 黑 聚集 体有附聚体的趋势 , 形成 白炭黑填料 网络 . 影 响橡胶制 品的使 用性能 。 通常在橡胶中加入小分子物质如醇类 、 胺类 和脲类 等 . 对白炭 黑进行物理改性 . 后加入硅烷偶联剂进行化学改性来改善 白炭黑在胶 料 的分散性 [ 2 1 。本文主要探究 x 一 5 0 S .液态 S i 6 9 及超 级硅烷偶联剂 S i 7 4 7对 白炭黑填充 S S B R胶料性能 的影响

白炭黑分散剂HST在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用

白炭黑分散剂HST在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用
器( 苏 州) 有 限公 司产 品 ; R RS — I I 型橡 胶 滚动 阻 力 试 验机 和 YS 一 Ⅲ型 压 缩 生 热 试 验 机 , 北 京 澳 玛 琦 科 技发 展有 限公 司产 品 ; GT - 7 O 6 O — S 2型 门尼 粘 度 试 验机 、 GT — M2 o O O A 型 密 闭模 硫 化仪 、 GT 一 7 0 1 7 -
第 7期
李剑波等. 白炭 黑 分 散 剂 HS T 在半 钢 子 午线 轮 胎 胎 面 胶 中 的 应 用
4 2 3
白炭 黑 分 散 剂 HS T在 半 钢 子 午 线轮 胎 胎 面 胶 中 的 应 用
李剑波, 李 云峰 , 王 才朋 , 张 琳, 郭庆飞
( 国家 橡 胶 助 剂 工 程 技 术 研 究 中心 , 山 东 阳谷 2 5 2 3 0 0 )
1 . 5 X型 智能 密炼 机 , 青 岛科 高橡 塑机械 有 限公 司
产品 ; GK2 5 5 N 型 和 GK 4 0 0 N 型密炼机 , 益 阳 橡 胶 塑料 机 械集 团有 限 公 司产 品 ; NS 一 1 0 0 T — R TMO 型平板 硫 化机 , 佳鑫 电子 设 备科 技 ( 深圳 ) 有 限 公
摘要: 研究 白 炭黑 分 散剂 HS T在半钢 子午线 轮胎胎 面胶 中的应用 。结果 表明 ; 在 胎 面 胶 中 加 入 白 炭 黑 分 散 剂 HS T, 可 明显 改 善 白炭 黑 的分 散 性 , 提高胶料的加工性能 , 降低混炼能耗 } 提 高 硫 化 胶 的 物 理 性 能 和耐 磨 性 能 , 降 低 压
天 然橡胶 ( NR ) , S T R2 0 , 泰国产 品 ; 丁苯 橡 胶
作者简介 : 李剑波( 1 9 7 5 ) 。 男, 广西桂 林人 , 国 家 橡 胶 助 剂

不同形态白炭黑对胎面胶性能的影响

不同形态白炭黑对胎面胶性能的影响
高 耸 ,马秋 平 ,张 华 ,战之 明 ,李 益 万 ,金 东 佑 ,杜 少 忠
( 青 岛耐 克森轮 胎有 限公 司研 究所 ,山东 青岛 2 6 6 6 0 3 )
摘 要 : 通过选用不同形态的白炭黑, 来研究其在同一个胎面胶中的硫化特性和物理机械性能。研究表明,其对胶料的性
能影响不大 ,只是粉末状样品由于颗粒较小 ,比重较轻 ,较易产生粉尘 较易飞扬 ,在密炼 过程 中容易对 环境造成污 染以及给工 人 身心健康带来负面影响 。故在生产过程中 ,即使在 成本小量 增加 的前 提下也 应该选用 颗粒状 等较不 易产生粉尘 的 白炭黑 来使用 , 以免对员工健康造成危害。
Abs t r a c t:T he c u r e p r o p e r t i e s a n d me c h a ni c a l p r o p e r t i e s o f t r e a d c o mpo u n d we r e s t ud i e d t h r o u g h c h o o s i n g d i f f e r e n t
目前 ,白炭 黑 的生 产 方 法 主 要 有 两 种 :气 相 法 白炭 黑 和 沉 淀 法 白炭 黑 。其 中 ,沉 淀 法 白炭 黑 主 要 用 于 鞋 类 、轮 胎 和其 他 浅 色 制 品 J 。 当然 ,作 为 轮 胎 主 要 的填 料 ,市 面 上 销 售 的 白炭 黑 存 在 不 同 的形 态 ,主 要 有 粉 末 状 、微 珠 状 和 颗 粒 状 。 随着 白
第4 1 卷第 2 3期
2 0 1 3年 1 2月
广



Vo 1 . 41 No . 23 De c e mb e r . 2 01 3

硫化用量对SIBR性能的影响

硫化用量对SIBR性能的影响

98在1984年Nordsiek [1]提出集成橡胶概念,即通过分子设计把几种橡胶的特点集于一身后,1985年德国Hüls公司首先开发成功苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)并实现工业化,商品名为Vestogral;1990年美国Goodyear公司亦开始研究SIBR,翌年投入生产,商品名为Cyber [2]。

二者都主要用于全天候、长寿命高速轮胎。

集成橡胶SIBR作为一种新型的主要用于轮胎胎面的合成橡胶,是迄今为止性能最为全面的聚二烯烃类橡胶[3]。

其显著特点是分子链由多种结构的链段构成,不同结构的链段提供给橡胶不同的性能。

这样,集成橡胶SIBR 集成了各种橡胶的优点而弥补了各种橡胶的不足,同时满足了轮胎胎面对全天候、长寿命和经济性的要求,集成橡胶的这些优点使它至今仍是科研人员研究的热点[4-6]。

中国石化北京化工研究院燕山分院结合自己的技术优势和特点,采用一步加料法合成SIBR。

在模试和中试装置上进行了大量的基础研究,合成出了物理机械性能和动态力学性能均较突出的集成橡胶并申请了多项专利,还成功开发出了工业化牌号SIBR2505和SIBR2535。

集成橡胶具有优异的动态力学性能和较好的物理机械性能是其他胶种无法比拟的,完全满足胎面用胶要求具有优异的抗湿滑性能和低滚动阻力性能的需求,从而将促进高速公路网的蓬勃发展。

SIBR的成功开发也将进一步解决我国碳五资源的综合利用问题。

本工作主要研究了在硫磺硫化体系下,不同硫磺用量对SIBR的加工性能、硫化特性及硫化胶的物理机械性能、动态力学性能,以及老化性能的影响规律。

1 实验部分1.1 配方生胶SIBR 100份[S/I/B=20/40/40(质量百分比)];炭黑N330 65份;氧化锌 4份;硬脂酸 2份;防老剂 4.5份;芳烃油 10份;其他 1.7份;促进剂NS 1.4份;硫磺1.4~2.0份。

1.2 混炼工艺一段工艺:1.57L Farril密炼机,温度80℃ 、转速 80r/min。

不同结构白炭黑对绿色轮胎胎面胶性能的影响

不同结构白炭黑对绿色轮胎胎面胶性能的影响

106 橡 胶 工 业2019年第66卷不同结构白炭黑对绿色轮胎胎面胶性能的影响王 检,刘 力*(北京化工大学先进弹性体材料研究中心,北京100029)摘要:研究不同结构白炭黑对绿色轮胎胎面胶[溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶]性能的影响。

结果表明:白炭黑1165MP的平均粒径最小,补强性能最佳,填充胶的抗湿滑性能最优;白炭黑WL180在SSBR/BR并用胶中分散均匀,填充胶的滚动阻力最低;白炭黑VN3在SSBR/BR并用胶中的分散性最好;白炭黑T383的平均粒径最大,补强性能最差;白炭黑DNS2分散性较差,填充胶的Payne效应最明显。

关键词:白炭黑;溶聚丁苯橡胶;顺丁橡胶;胎面胶;分散性;补强性能;动态力学性能中图分类号:TQ330.38+3;U463.341+.6 文章编号:1000-890X(2019)02-0106-05文献标志码:A DOI:10.12136/j.issn.1000-890X.2019.02.0106目前,绿色轮胎的生产技术集中在结构设计、原材料选择及配合、材料成型加工等方面[1]。

补强填料是生产绿色轮胎的重要原材料之一,白炭黑由于同时可改善硫化胶滚动阻力和抗湿滑性能,在绿色轮胎制备中是必不可少的补强剂[2-3]。

绿色轮胎核心技术是高性能胎面胶配方设计,配方主要特点是:生胶体系以溶聚丁苯橡胶(SSBR)为主,补强体系以白炭黑为主,填充量高达50~80份或全部替代炭黑[4]。

这种高填充白炭黑的绿色轮胎胎面胶配方使白炭黑成为绿色轮胎制造的重要原材料,白炭黑的合成与改性成为绿色轮胎的研究重点,各种牌号的白炭黑也层出不穷。

不同白炭黑在结构和化学性质方面存在很大差异,并对硫化胶物理性能和动态力学性能有重要影响[5]。

本工作以绿色轮胎胎面胶[SSBR/顺丁橡胶(BR)并用胶]为基体,填充不同结构和粒径的白炭黑,对胶料硫化特性、物理性能和动态力学性能进行研究。

1 实验1.1 主要原材料SSBR,牌号5025,充油37.5份;钕系BR,牌号CB24,德国朗盛公司产品。

密炼工艺对白炭黑胎面配方性能的影响

密炼工艺对白炭黑胎面配方性能的影响

密炼工艺对白炭黑胎面配方性能的影响范世玉 辛振祥青岛科技大学高分子科学与工程学院43中国橡胶应用技术APPLIED TECHNOLOGY在1.5L 型密炼机进行终炼胶混炼。

混炼工艺:一段混炼胶→硫黄和促进剂→排胶(95℃~ 100℃),混炼时间为120秒,最后在开炼机上薄通打三角包10次,排气下片,最后制得混炼胶。

4.分析与测试使用DAEKYUNG 公司的DRM-100测试门尼粘度、焦烧时间和正硫化时间。

用DAEKYUNG 公司的DUT-07-1-10电子拉力机测试拉伸性能。

在美国阿尔法公司RPA 2000测试混炼胶Payne 效应/DOH ,测试条件:温度60℃,频率1Hz ,应变0.07%~100%。

硫化胶的动态性能测试在DMTS (GABO-500N )上测试,测试条件:应变扫描温度为-80℃~70℃,频率10Hz ,动态应变0.2%,静态应变3%,升温速率5℃/min 。

二、结果与讨论1.混炼胶特性及硫化胶物性分析胎面胶物理性能见表2,随着转速和TCU 温度的增加,胶料门尼粘度出现下降变长的趋势,焦烧时间延长,硫化速率变慢。

这与白炭黑随着转速和TCU 温度的提高分散性进一步改善,橡胶的流动性进一步提高,从而降低了促进剂等硫化体系在橡胶中的密度有关。

胶料模量出现下降,拉断伸长率变大,与胶料的硫化速率变慢有一定关系。

2. RPA 混炼胶加工特性分析橡胶填料网络结构随着应变增大而破坏重组,并引起材料模量急剧下降的现象称为Payne 效应。

该效应被广泛用来衡量填料的网络结构程度,低应变与高应变的储能模量(G ′)之差(ΔG ′)可以反映Payne 效应的强弱。

不同工艺条件下混炼胶的G ′与应变(ε)的关系曲线见图1。

Payne 效应原理表明,在小应变条件下,未硫化胶的G ′与填料聚结体附近弱物理键的破坏相关。

由于在小应变条件下,填料间作用力首先被破坏,这种作用力越大,G ′就越大,填料分散越差,因此,ΔG ′是填料聚集和网络化程度的度量。

白炭黑比表面积对轮胎胎面胶性能的影响

白炭黑比表面积对轮胎胎面胶性能的影响
第 4期
龙 飞 飞 等 .白炭 黑 比表 面积 对 轮 胎 胎 面胶 性 能 的影 响
225
白炭 黑 比表 面 积对 轮 胎 胎 面胶 性 能 的 影 响
龙飞飞 ,郑 涛 ,刘加 强 ,张 宁,徐 岩
(山东 丰 源 轮胎 制 造 股份 有 限 公 司 ,山东 枣 庄 277300)
摘 要 :研 究 不 同 比表 面 积 的 白 炭黑 对 胎 面 胶 性 能 的影 响 。 结果 表 明 :比表 面积 大 的 白炭 黑 ll65MP胶 料 门 尼粘 度 普 遍 较 高 ,加 工 性 能 较 差 ;比 表 面 积大 的 白炭 黑 表 面 具 有 较 多 的 羟基 ,缩 短 了焦 烧 时 间 ,延 长 了硫 化 时间 ,降 低 了胶料 的加 工安 全 性 ;相 对 于 比表 面 积 较 小 的 白炭 黑 1115MP胶 料 ,白炭 黑 1165MP胶 料 的 硬 度 、拉 伸强 度 、拉 断伸 长 率 、撕 裂 强 度 和 阿克 隆 磨 耗量 略 有增 大 ,其 他 性 能接 近 。 白炭黑 1165MP的补 强 效果 优 于 白炭 黑 1115MP。
1.7,促进剂 1.7。 基 本 配 方 RII一1:NR 15,SSBR 103.13.
SBR1723 14,炭 黑 N234 20,白炭 黑 1115MP 65,Si69 10,环保油 8,氧化锌 2,硬脂 酸 2, 防 老 剂 2,微 晶蜡 1.5,防 焦 剂 0.1,硫 黄 1.1,促进 剂 2。 1.3 主 要 设 备 和 仪 器
基本配方 RJ一1:SSBR 82.5。SBR1502 15。
作者 简 介 :龙 飞 飞 (1986一 ),女 ,山东 枣 庄人 ,山东 丰 源 轮胎 制 造股 份 有 限 公 司助 理工 程 师 ,学 士 ,主要 从 事 轮胎 配 方 研究 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

多硫硅烷中硫的质量分数对含白炭黑的低滚动阻力胎面胶性能的影响Cruse R W等著 谭德征 何维永摘译 涂学忠校 摘要 制造低滚动阻力轮胎的最新方法是在白炭黑填充的胎面胶中使用多硫硅烷偶联剂。

这类配方中偶联剂的作用主要由硅烷中硫的质量分数(即二硫、三硫、四硫和更高硫原子数硫键)的分布决定。

胶料的加工、物理和动态性能均取决于试验配方中不同键合形态硫的分布情况。

配方中多硫硅烷分解时释放出硫,成为硫给予体。

测定了通过向含有低硫原子数硫键硫的硅烷中添加适表1列出TESPT中不同键合形态硫的分布情况。

表1 四硫化物硅烷的硫键合形态分布项 目键合形态S1S2S3S4S5S6S7质量分数痕量0.180.280.260.160.070.03 这类产品中还有少量的游离硫,质量分数一般低于01005。

本文研究了含有各种键合形态硫的硅烷及其对胶料性能的影响。

混炼新型胎面胶的工艺是很特殊的,要白炭黑和S2SBR在密炼机里进行持续高温二段混炼后方可加入硫化剂。

对配方及混炼的3个方面进行试验:一是白炭黑中水分的影响;二是不同品种的影响;三是不同混炼时间和温度的影响。

1 实验111 试验方法与仪器利用具有甲基丁苯橡胶2100色谱柱的Dionex Series600色谱,用超临界液相色谱(SFC)测定硫的键合形态。

游离硫用凝胶渗透色谱测定。

采用Wa2 ters590泵和712WISP自动采样机,Viscotek 200折射仪/粘度计和美国聚合物标准柱(标准柱有两个线型的和一个10nm的)。

硫的总质量分数按修订的ASTM D129—64测定。

112 试验配方及工艺多硫硅烷通用结构为:[(CH3CH2O)3SiCH2CH2CH2S]S x[SCH2CH2 CH2Si(OCH2CH3)3]假设在混炼或硫化时硅烷通过硫键在某处断开而起反应。

根据下面的键裂解能数据可知,硫原子数多的硫键比硫原子数少的更易打开。

 C—S x—C(x>2) <268kJ・mol-1 C—S—S—C 268kJ・mol-1 C—S—C 285kJ・mol-1 C—C 352kJ・mol-1为了更详细地了解各种键合形态硫的分布对胶料加工、物理和动态性能的影响,准备了4种硫键合形态不同于四硫化物的试验硅烷。

当硅烷分解时大于4个硫原子的硫键会释放出游离硫,故应有目的地将高硫原子数的硫键减至最少。

4种硅烷硫原子(S1~S3)质量分数的分量的元素硫来保持配方中总硫量恒定的效果。

胶料的加工性能和其它性能会随元素硫的加入方式变化,如在密炼机中加入还是和硫化剂一同加入。

另外,还讨论了关于白炭黑水分质量分数、所用S2SBR类型和混炼工艺对低滚动阻力胎面胶性能影响的数据。

降低轮胎滚动阻力的新技术之一是在胎面胶中使用白炭黑。

这种技术的独特之处是在降低滚动阻力的同时不会影响轮胎抗湿滑性能。

由于白炭黑不像炭黑那样易与聚合物结合,因此,通过使用硅烷偶联剂使白炭黑能较容易地与聚合物结合。

胎面胶配方中最常使用的偶联剂是多硫硅烷,通常为双(32三乙氧基硅212丙基)四硫化物,一般称为TESPT。

奥斯佳有机硅公司生产的硅烷偶联剂名为Silquist A21289;另一硅烷偶联剂Si69是德固萨公司生产的。

这两种产品很相似,虽然称为四硫化物,但实际上是多硫化物的混合物,每个分子中平均有316个硫原子。

析如表2所示。

在典型白炭黑胎面胶试验配方(见表3)中,评价了使用上述4种硅烷和四硫化物时的情况并与无硅烷的空白胶料进行对比。

表2 试验硅烷硫键硫原子质量分数的分析项 目硅烷A硅烷B硅烷C硅烷DS1痕量0.09痕量痕量S20.700.740.97>0.99S30.300.07—痕量表3 典型低滚动阻力胎面胶配方份组 分用 量S2SBR1)75BR2)25白炭黑(表面积150~190m2・g-1)80芳烃操作油(高粘度)32.5氧化锌 2.5硬脂酸1防老剂6PPD2微晶蜡 1.5炭黑N3303硅烷变量硫黄 1.4促进剂CBS 1.7促进剂DPG2 注:1)苯乙烯质量分数0.12、乙烯基质量分数0.46,T g为-42℃;2)顺式质量分数0.98,T g为-104℃。

胶料在本伯里密炼机中混炼,混炼胶质量约112kg。

含白炭黑胎面胶混炼工艺如下:一段 转速120r・min-1,加足冷却水加聚合物(S2SBR+BR),降压砣30s加1/2白炭黑,全部硅烷,降压砣30s加另一半白炭黑,全部油,降压砣30s降尘,降压砣15s降尘,降压砣15s通过降尘、降压砣,在转速160r・min-1下,使胶料温度达到160~165℃(若需要也可以用240r・min-1),排胶、压片,压片机辊筒温度为50~60℃。

胶片冷却至室温。

二段 转速120r・min-1,加足冷却水加一段混炼胶,降压砣30s加剩余原料,降压砣30s降尘,降压砣15s通过降尘、降压砣,在转速160r・min-1下,使胶料温度达到160~165℃(若需要也可用240r・min-1),保持此温度混炼8min,通过改变转速来控制温度,排胶、压片,辊筒温度为50~60℃。

胶片冷却至室温。

终炼 开炼机辊筒规格为Φ150mm×300 mm,辊筒温度为50~60℃。

取二段母胶加硫黄、促进剂CBS和DP G。

所有硫化剂都加入后,两边各开6刀,留够2次开刀之间胶料混合时间,下片、冷却。

必须以白炭黑添加量为基础,调整硅烷用量,四硫化物硅烷的添加量相当于每100份橡胶中加入7份。

为了更好地了解从四硫化物硅烷中析出的硫的影响及其与硅烷本身含有硫的区别,另外还制备了若干使含有低硫原子数硫键试验硅烷硫的总质量分数达到四硫化物水平的胶料。

可选用以下两种方法:一种是把硅烷和额外的硫(如Rubbermaker硫)加入一段密炼机中;另一种是把额外的硫加到硫化剂里在压片机上加入。

2 结果与讨论211 硫键合形态对混炼胶性能的影响硫键合形态对混炼胶的影响见表4。

从表4中的数据可以看出,随着硅烷中S2质量分数的增大,混炼胶的门尼粘度有所下降;其抗焦烧性能有所提高;在密炼机混炼时加入额外的硫,上述性能未获得改善。

这表明在混炼过程中高硫原子数硫键断裂,释放出硫,引起动态硫化发生。

硫黄加入硫化剂对胶料的加工性能基本无影响;硫黄加入方式的不同并不会影响正硫化时间t90。

随着从四硫化物到二硫化物硫键原子数的减少,胶料定伸应力下降,扯断伸长率增大。

无论在密炼机中还是在硫化剂中再加入一些硫,胶料的定伸应力虽会有所提高,但不会恢复到原有水平。

非常纯的二硫化物硅烷其定伸应力恢复得最少;皮克磨耗指数变化没有规律性。

由表4还可看出,加入四硫化物硅烷胶料的动态性能与没有加硅烷的空白胶料相比,有明显的不同。

而使用试验用硅烷胶料的动态性能与用四硫化物的相比则没有明显的不同。

212 白炭黑中水分对混炼胶性能的影响众所周知,白炭黑中水分的质量分数对常表4 硫键合形态对混炼胶性能的影响项 目试 验 编 号1234567891011121314硅烷空白四硫化物A A A B B B C C C D D D 用量/份076 注:测定动态性能采用Rheometric ARES仪器。

用混炼胶的工艺性能和物理性能有很大影响,硅烷偶联剂起反应必须要有水分。

低滚动阻力胎面胶中硅烷用量较大,因此了解白炭黑中水分质量分数对胶料性能的影响是必要的。

制备了3种不同湿度下停放的同一种白炭黑的3个样品:一种是在相对湿度为50%的环境中保存1天,使其水分质量分数达到0.062;第2种干燥至水分质量分数为01038;第3种是在相对湿度为100%的条件下使其水分质量分数达到01088。

水分质量分数的测定采用Ohaus水分测量天平,一直干燥至质量恒定。

对白炭黑样品的试验采用和前面硫键合形态试验同样的配方和工艺。

白炭黑水分质量分数对胶料性能的影响见表5。

由表5可见,水分质量分数低的白炭黑的胶料门尼粘度最高,门尼焦烧时间最短。

水分质量分数低的白炭黑能提供较高的硬度和稍高的定伸应力,这与一般的混炼胶是一致的。

出乎意料的是,水分质量分数较高的白炭黑在其性能方面却很像普通白炭黑。

这可能是由于在二段混炼机中长时间高温使多余水分蒸发掉所致。

确实在二段混炼结束时密炼机进口处有明显的冷凝水。

而皮克磨耗指数和动态性能的变化没有规律性。

在水分质量分数不同的3种白炭黑混炼胶中,很显然有足够的水分促进硅烷水解。

213 密炼机混炼工艺对胶料性能的影响密炼机混炼工艺采用表3的典型配方,其它工艺变量如下:一段排胶温度 140,160和175℃;二段混炼温度 140,160和175℃;二段混炼时间3,6,8和12min(160℃)。

若在一段或二段时达到175℃,则胶料的定伸应力较大(见表6),此时胶料的门尼粘度.5 6.5 6.5 6.2 6.2 6.2 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 在密炼机中加入否否否否是否否是否否是否否是 与硫化剂一起加入否否否是否否是否否是否否是否门尼粘度 [ML(1+4)100℃]1249483—9282—8783—8881—82门尼焦烧(135℃) M V5946373844353540363645353438 t5(MS1+)/min8.78.29.99.67.811.511.18.110.810.27.310.910.18.0硫化仪数据(149℃,30min,摆角1°弧) M L/(dN・m)24.29.79.09.710.79.79.811.19.29.910.69.09.59.7 M H/(dN・m)44.430.529.833.332.229.932.732.528.032.230.727.731.632.8 t s1/min 5.0 5.3 5.3 5.5 4.8 6.2 5.7 4.7 5.7 5.5 4.5 6.5 5.7 5.0 t90/min12.519.018.518.517.717.218.017.517.717.717.018.217.817.0胶料物理性能(硫化至t90,149℃) 邵尔A型硬度/度6355575857586059575857535656 扯断伸长率/%810430530470470570490480580510490580510540 100%定伸应力/MPa 1.10 1.72 1.59 1.86 1.72 1.52 1.72 1.79 1.38 1.72 1.72 1.31 1.65 1.45 200%定伸应力/MPa 1.86 4.69 3.65 4.55 4.34 3.31 4.21 4.34 3.03 4.07 4.07 3.03 3.93 3.38 300%定伸应力/MPa 3.2410.277.529.529.31 6.698.969.17 6.218.558.69 6.418.347.17 拉伸强度/MPa14.6918.7519.6519.5119.4419.1720.0019.7919.0320.4119.7919.9220.2019.65皮克磨耗指数7811996—1161011059999—95101—108动态性能(10Hz,0.15%应变,直角屈挠) tanδ 0℃0.1120.2320.1940.2280.2050.1980.2020.1980.2040.2200.2080.1980.2200.199 60℃0.1090.1000.1010.0960.1030.1250.1050.1090.1290.1090.1120.1140.0930.110 比率(0℃/60℃) 1.12 2.32 1.92 2.38 1.99 1.58 1.92 1.82 1.58 2.02 1.86 1.74 2.37 1.81 G′×10-7(0℃)20.8 5.577.958.757.4210.710.710.69.929.9715.07.208.968.19 G′×10-7(60℃)9.17 2.44 3.34 3.31 3.04 3.82 4.00 3.67 3.56 3.48 5.28 2.90 3.37 3.16 G″×10-7(0℃) 2.54 1.29 1.54 1.99 1.52 2.12 2.16 2.09 2.02 2.20 3.12 1.43 1.97 1.63 G″×10-6(60℃)9.97 2.43 3.36 3.18 3.12 4.79 4.21 4.00 4.60 3.80 5.95 3.29 3.14 3.47表5 白炭黑水分质量分数对混炼胶性能的影响项 目试 验 编 号123白炭黑水分质量分数0.0380.0620.088门尼粘度[ML (1+4)100℃]918386门尼焦烧t 5[MS (1+),135℃]/ min 项 目试 验 编 号123456789一段排胶温度/℃140160175160160160160160160二段混炼温度/℃160160160140175160160160160二段混炼时间/min8888836128门尼粘度[ML (1+4)100℃)]747685768578757476门尼焦烧t 5[MS (1+),135℃] /min 7.87.87.58.47.27.37.6 6.98.6硫化仪数据(150℃,30min ,摆角1°弧) M L /(dN ・m )9.710.111.210.110.710.89.99.910.3 M H /(dN ・m )33.933.232.438.030.839.334.632.134.6 t s1/min 4.3 4.4 4.8 4.0 4.3 3.9 4.3 4.1 4.9 t 90/min 17.818.017.818.318.318.318.418.316.5胶料物理性能(150℃×t 90) 邵尔A 型硬度/度615957655565625861 扯断伸长率/%460450410460390430450410430 100%定伸应力/MPa 1.86 1.79 1.86 2.00 1.93 2.07 2.00 1.79 2.00 200%定伸应力/MPa 4.83 4.76 5.24 4.96 5.45 5.17 4.96 4.76 5.10 300%定伸应力/MPa 10.2010.2711.6510.2712.0710.6210.3410.4810.89 拉伸强度/MPa 21.1020.5519.9320.6918.9618.9620.5518.0619.37动态性能(10Hz ,0.15%应变) tan δ 0℃0.1960.2110.2080.1740.2190.1770.1970.2120.198 60℃0.1000.0970.0990.0920.0930.0990.1040.1090.097 比率(0℃/60℃) 1.962.18 2.10 1.89 2.35 1.79 1.89 1.94 2.04 G ′×10-7(0℃)9.158.48 5.95 1.58 5.4615.212.2 5.928.21 G ′×10-7(60℃) 3.50 3.50 2.74 6.33 2.64 5.97 4.60 2.59 3.34 G ″×10-7(0℃) 1.80 1.79 1.24 2.76 1.19 2.68 2.39 1.26 1.62 G ″×10-6(60℃) 3.51 3.40 2.73 5.83 2.45 5.99 4.97 2.83 3.257.67.78.4硫化仪数据(149℃,30min ,摆角1°弧) M L /(dN ・m )11.910.610.8 M H /(dN ・m )35.433.733.4 t s1/min 4.5 4.7 5.0 t 90/min 18.518.518.5胶料物理性能(149℃×t 90) 邵尔A 型硬度/度605555 扯断伸长率/%410430430 100%定伸应力/MPa 2.07 1.86 1.79 200%定伸应力/MPa 5.52 4.83 4.69 300%定伸应力/MPa 11.5110.4110.34 拉伸强度/MPa 19.1019.5119.44皮克磨耗指数124102114动态性能(10Hz ,0.15%应变) tan δ 0℃0.2120.2140.205 60℃0.0930.0930.080 比率(0℃/60℃) 2.282.30 2.56 G ′×10-7(0℃)8.718.04 6.07 G ′×10-7(60℃) 3.40 3.23 2.81 G ″×10-7(0℃) 1.84 1.72 1.24 G ″×10-6(60℃) 3.16 2.99 2.25高于其它胶料;二段混炼温度为175℃的胶料具有较低的门尼焦烧。

相关文档
最新文档