混炼程序对白炭黑补强的农业轮胎胎面性能的影响

白炭黑炭黑补强胎面胶

中白炭黑粒子之间形成的填料网络的相互作用
和 (或) 填料与聚合物之间的静电吸引 ,即与 S2 SBR 的乙烯基团与填料表面有特殊作用力的机理相符合。HDS (白炭黑 A) 填充的 E2SBR 胶料 (胶料 14～18) 所显示的门尼粘度则没有如此迅速上升 ,抑制这种特殊作用力的因素虽然还不十分清楚 ,但有可能与聚合物链与白炭
图 1 S2SBR 胎面胶门尼粘度与白炭黑替代炭黑比率的关系
1 —白炭黑 A ;2 —白炭黑 B ;3 —白炭黑 C
1 02 轮胎工业 1999 年第 19 卷
表 7 S2SBR 胎面胶物理性能
项目
胶料编号
1
25 25 4419 1217 210 7 215 110 115 115 0130
25 25 2615 3010 418 7 215 110 115 115 0175
25 25 817 4713 716 7 215 110 115 115 1120
25 25 0 6010 916 7 215 110 115 115 1150
9 75 25 1816 0 60 0 916 3215 215 215 117 1 115 117
10 75 25 1816 0 0 60 916 3215 215 215 117 1 115 117
11 75 25 0 80 0 0 1218 3215 215 215 117 1 210 117
撕裂强度/ ( kN·m - 1)
710 1211 912 819 1512 1014 919 2111 1819 1314 2817 2016 1510
DIN 磨耗
164 168 158 157 147 140 138 152 144 140 146 133 128

白炭黑胶料混炼工艺探讨

白炭黑胶料混炼工艺探讨林　俊(安徽佳通轮胎有限公司,安徽合肥　231202) 摘要:研究GK270N型密炼机混炼排胶温度及氧化锌、防老剂加入顺序对白炭黑胶料密炼工艺性能、硫化特性及物理性能的影响。

结果表明,排胶温度为160℃时混炼效果好;氧化锌在一段加入,混炼胶门尼粘度降低明显,定伸应力和抗撕裂性能较好;防老剂在一段加入,混炼胶工艺性能及其硫化胶物理性能最差。

关键词:白炭黑;排胶温度;加料顺序;混炼工艺中图分类号:TQ330.6+3;TQ330.38+3 文献标识码:B 文章编号:100628171(2004)0320170202 使用白炭黑补强胎面胶料能提高轮胎的湿牵引力、降低滚动阻力。

随着环保意识的日益提高、能源价格的上涨,节油降耗会得到社会越来越多的关注。

正由于白炭黑能达到此要求,故白炭黑在我国的使用将会越来越普遍。

众所周知,白炭黑胶料配方和工艺是决定胶料性能的两个方面,缺少哪方面,都会使性能不完善,达不到使用白炭黑所要达到的目的。

本研究通过炼胶温度和加料顺序的改变来探讨白炭黑胶料的最佳混炼工艺。

1　实验111　配方NR　100,白炭黑Z175GR　10,固体硅烷偶联剂TESPT　1.6,炭黑N330　45,操作油　5,硫化剂　4,其它　11.2。

112　主要仪器和设备MV2000E型门尼焦烧试验机,ODR2000型硫化仪,INSTRON4465型拉力机,GK270N型密炼机,平板硫化机。

113　试验工艺白炭黑胶料的混炼分为3个阶段,均在密炼机中进行,最后一段加入硫黄和促进剂,其它粉料在前两段加入。

为对比加料顺序对混炼工艺性能的影响,氧化锌、防老剂分别在不同的段加入。

所有方案的作者简介:林俊(19712),男,安徽合肥人,安徽佳通轮胎有限公司工程师,学士,主要从事轮胎配方设计及工艺管理工作。

白炭黑和硅烷偶联剂都是与生胶一起在混炼一开始就加入密炼机中。

每个方案生产两车料,具体加料及操作顺序如下。

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。

混炼工艺对白炭黑硅烷偶联反应程度及胶料性能的影响　

（a）（b）
ᣀᅽ dNgm
ᣀᅽ dNgm
20
25
2
1
20
15
1 15
10
10
5
5
2
3
0
500 1 000 1 500 2 000 2 500
ᬢ䬠s
0
50 100 150 200 250 300
ᬢ䬠s
混炼工艺对白炭黑硅烷偶联反应程度的影响
描，加热促使未与硅烷偶联剂反应的白炭黑絮凝，如表2所示。
以便进一步通过储能模量（G′）来表征未参与反应的白炭黑的量，从而计算硅烷偶联反应程度[8]。
从表 2 可以看出：在同一混炼温度下，随着混炼时间的延长，白炭黑的硅烷偶联反应程度增大；
表1 恒温混炼条件
项目
混炼温度/℃ 混炼时间/s
胶料编号
L01）
L1
L2
L3
M1
M2
M3
H1
H2
145
135
135
135
145
145
145
155
155
240
120
240
360
120
240
360
120
240
注：1）不加硅烷偶联剂。
1. 5 性能测试
增大，当混炼时间延长至360 s时，胶料麻面严重；
ᣀᅽ dNgm
赵晓东等．混炼工艺对白炭黑硅烷偶联反应程度及胶料性能的影响
427
ᣀᅽ dNgm
1 2
3
25 20 15
10
1 2 3
5
0
500 1 000 1 500 2 000 2 500

混炼工艺对白炭黑填充橡胶性能的影响

ＳＳＢＲ，牌号ＢｕｎａＶＳＬ５０２５ — ２ＨＭ，苯乙烯质量分数为０．２５，乙烯基质量分数为０．５０，充３７．５
份环保芳烃油，数均相对分子质量为４５３０００，多
限公司产品。
１．２试验配方
使白炭黑在橡胶基体中获得了较好的分散性。另外，在硫化过程中，偶联剂中的结合硫参与了橡胶
分子链的硫化交联，进一步加强了白炭黑与橡胶
之间的化学结合，使白炭黑一硅烷填料体系硫化胶
然橡胶（ＮＲ）的混炼胶。通过对两种混炼工艺进
行比较，研究白炭黑和硅烷偶联剂与橡胶混合过
基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＥＣＴ－１０ — ０２０２）；国家自然科学基金资助项目（５１０７３００９）作者简介：马建华（１９８４一），男，河北滦平县人，北京化工大学在读博士研究生，主要从事轮胎橡胶复合材料的微观结构一粘弹性一使用性能关系的研究。＊通信联系人
ＮＲ塑炼后先加入防老剂Ｄ和４０１０ＮＡ，然后再
采用ＶＡ３０００型动态热力学分析仪（ＤＴ－
ＭＡ，法国０１ｄＢ－Ｍｅｔｒａｖｉｂ公司产品）对硫化胶进

利用功能性白炭黑提高轮胎的生产率和性能

关键词：能性Ａ一４Ｏ白炭黑；面胶配方；产率；能功０Ｇ胎生性
汽车的燃油消耗与克服轮胎的滚动阻力有部分关系，而克服滚动阻力所消耗的车辆可用功率
也有直接的影响。每年发生的车祸中起因于恶劣
面积范围在１０～１０ｇ的商业化产品为代表，５６ｍ／
充剂相互作用，而使这种 “ 幻三角 ” 盾得到从魔矛
进一步的改善。在获得这些性能优势的同时，也
特别与Ｈ —ＳｌＰ一３０ｉｉＨＤ２Ｇ进行了比较，种白此炭黑是北美洲轮胎制造业使用的主要ＨＤＳ产品。ＣＡ（ＴＢ十六烷基三甲基溴化铵）比表面积依据ＡＴ６４ＳＭＤ８５—０２测定。碳含量按照经改进的经典普雷加尔一杜马斯法（ｒｇｌＤｍｓｍｔ— Ｐｅａ — ｕａｅｈｏ）行测定。硫醇含量的测定采用回滴定法，ｄ进该方法使用了过量０１．Ｎ碘溶液与标准００Ｎ硫代．５
问题，此就超出了现有传统ＨＤ／烷体系所提如Ｓ硅供的优势。最近，国ＰＧ工业公司发布了一项美Ｐ新技术，所生产的Ａｉｎ功能性白炭黑（ｇｏ其ｇｌｏＡｉｎｌＰｒｒａｃｉｃ）用核心沉淀法白炭黑粒子与ｅｏｍｎｅＳｌａ利ｆｉ由偶联剂和非偶联剂构成的有效有机表面适当结合，能够在以烃类聚合物为基料的胶料内恰到好处地改善填充剂一充剂相互作用和聚合物一填填

白炭黑的性能对橡胶的性能的影响

白炭黑的性能对橡胶的性能的影响白炭黑由于粒径小而分L面积较大，加之其表面活性较强（表面的-OH 基能与橡胶分子双键发生化学结合生成凝胶），具有很好的补强作用。

白炭黑对橡胶性能的影响如下所述：（1）对混炼的影响白炭黑粒子小，活性较大，具亲水性，因此混炼时不易分散均匀，而且在多量混合时，还容易生成大量凝胶，使胶料硬化，生热多。

所以在混炼时，应将白炭黑分批少量地加入，以减轻生热性，并获得较好的分散效果。

适当提高混炼温度，有助于白炭黑的分散。

因为温度高时能除掉一部分白炭黑表面吸附的水分，降低了粒子间的凝集力（吸附的水分和白炭黑表面上的-OH基之间形成氢键，使粒子间凝集子增加），而使分散性提高。

（2）对胶料门尼粘度的影响胶料门尼粘度随着白炭黑填充量的增加而提高。

胶料门尼粘度提高的原因，是由于白炭黑与雄胶结合生成了凝胶，阻确了橡胶分子及其链段活动性的结果。

由于胶料门尼粘度增大，使粘着性锐减，故在实际应用中，需多加软化剂。

（3）对胶料硫化的影响白炭黑对硫化作用的影响主要视其比表面积的pH值而定。

白炭黑粒子较小，比表面积较大，其表面上的-OH基对促进剂有较强的吸附作用，因此有明显的迟延硫化作用。

所以在填充白炭黑的胶料中促进剂的用量应适当提高。

为减弱白炭黑对促进剂等的吸附，可加入能与-OH 基优先产生吸附的物质，如二甘醇、三乙醇胺、聚乙烯醇等。

白炭黑表面呈酸性时，酸性本身也有迟延硫化作用。

（4）对硫化胶性能的影响白炭黑对硫化胶的补强效能随其粒子大小和表面所含-OH基的数量和性质而定。

粒子越小，补强效果越大，在粒子大小一定时，表面含结合-OH基多，补强作用也越好。

含有白炭黑的硫化胶具有较高的拉伸强度和撕裂强度，生热少，耐热性和电绝缘性好，但永久变形较大。

白炭黑对各种橡胶都有十分显著的补强效果，尤其对硅橡胶补强使用更佳。

在硅橡胶中加人气相法白炭黑后，可使其拉伸强度提高约十倍。

近年来，将白炭黑用于胎面代替部分炭黑（加入5~10份沉淀法白炭黑代替部分炭黑）能改善NR/SBR、NR/BR并用载重胎面的撕裂强度，减少崩花、掉块。

白炭黑补强NR轮胎胎面胶料混炼条件的优化

减少，所以升高温度可提高硅烷化速率。对
ＳＢＲ／ＢＲ胶料的研究表明，排胶温度应在１４５～
化锌（泰国ＧｌｏｂａｌＣｈｅｍｉｃａ１）、硬脂酸（泰国Ｉｍｐｅ－ｒｉａｌＣｈｅｍｉｃａ１）、聚合２，２，４一三甲基一１，２一二氢
４１２００３）
１５５。Ｃ范围内以取得良好的硅烷化并避免早期交
联。另外，在第１混炼阶段，硅烷化反应的｝昆炼时
间至少需要１０ｍｉｎ。
补强硫化胶的形式使用。橡胶胶料中普遍使用的
补强填料是炭黑和白炭黑。自从１９９２年米其林
（ＴＥＳＰＴ）与橡胶形成了化学偶合键，硅烷改性白炭黑混炼温度提高及时间延长可增强白炭黑和ＮＲ的相容性，总体性能取决于这一反应的程度。
然而，白炭黑与ＴＥＳＰＴ的原位改性反应不应看作最佳反应，因为配方中仅有２Ｏ份白炭黑与４０份炭黑并用。
基反应，及硅烷化反应。然而，由于存在副反应，在白炭黑填充橡胶胶料中硅烷作偶联剂的效率不
高。需要优化硅烷化白炭黑填充胶料的混炼一加工条件。由于需要避免焦烧，硅烷化速率低，所以温度范围很窄。由于反应具有温度依赖性且热活动性增大后偶联剂甲硅烷基丙基基团的位阻效应

用VIC密炼机混炼轮胎白炭黑胶料

用VIC 密炼机混炼轮胎白炭黑胶料Luigi Pomini(Techint 有限公司,意大利)中图分类号:TQ33014+3 文献标识码:B 文章编号:100628171(2000)0720562203 近年来,由于白炭黑这种矿物填充剂可使轮胎的机械性能得到改善,因而被越来越多地应用于轮胎工业中。

但是,采用大灵活性较大的密炼机混炼白炭黑胶料会遇到很多问题和困难。

白炭黑为具有高表面能的极性分子,自身之间易于产生强烈的相互作用,形成稳定的团基于上述原因,对于生产轮胎用白炭黑胶r ・min -1时,直流电机提供的功率为360kW 。

这种密炼机具有与传统的剪切型密炼机不同的粒状的网络,难以将其打碎并分散在橡胶相中。

采用偶联剂对白炭黑表面进行硅烷化处理后,可得到部分改善。

但硅烷化过程要求温度在130～160℃之间,在这个温度范围内,白炭黑的水分减少,粒子之间的作用力减弱,易于打碎和分散,且更有利于与橡胶相反应。

料的密炼机,应具有炼胶温度更易于控制和分散能力良好的特性。

本文介绍了使用V IC (可变间距啮合型转子)密炼机采用不同混炼周期得出的结果。

1　实验111　密炼机在配备有啮合型转子的V IC65型密炼机上试验,其净容量是42L ,最高转速为70特性,其转子为啮合型设计,一个转子的根部与相对的转子外直径处的距离(即间距或间隙)能在最大和最小间距之间调节。

转子间距可调节的功能可以在混炼过程中任何时间发挥作用,而且可以经自动混炼控制系统设计成程序,根据时间、温度或功率参数自动调节。

对密炼机冷却区进行了研究,使其达到最高的热交换效率。

V IC 密炼机热交换面积比同样规格的标准剪切型密炼机大70%以上。

啮合型密炼机使胶料加工时的切变产生在转子与转子之间,而剪切型密炼机则产生在转子与密炼室壁之间。

为了更好地理解这一点,有必要对橡胶在密炼机内的行为做一考核。

考核时应对密炼过程中橡胶粒子的切变率特别加以注意。

在剪切型密炼机中,切变作用发生在转子顶部与密炼室壁之间,由于与转子接触的橡胶粒子的速度等于转子的圆周速度,而与密炼室壁接触的橡胶粒子的速度为零,转子顶部与静止状态的密炼室壁之间的胶料形成了圆周速度的相对差,从而使切变率相当高。

白炭黑在轮胎工业中的应用

白炭黑在轮胎工业中的应用白炭黑在轮胎工业中的应用白炭黑是橡胶工业重要的补强原材料,也被用于农药,饲料,牙膏和涂料等行业.随着人类社会对环保和节能的要求日益严格,促使对能够降低滚动阻力,节约油料的子午线轮胎和滚动阻力更低的"绿色轮胎"的需求快速发展.因此,白炭黑在轮胎工业中的消费量和产品品种也正在快速发展.一,白炭黑在轮胎中的应用情况在轮胎工业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性.也有些轮胎企业用于载重子午线轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少,一般为10~15份.近十几年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显着降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其磨耗仅有稍许降低.1992年,米其林公司最先推出了全用白炭黑补强的"绿色轮胎",其滚动阻力较之一般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显着.另外白炭黑也用于冬用(雪地)轮胎和高性能轮胎的胎面胶中.然而在国外,白炭黑售价相当于炭黑的140%,加上因添加偶联剂和胶料加工增加的费用,轮胎成本显着增加,而且单独使用白炭黑的轮胎抗静电性能不好.因此,目前在嗣李炳炎生产低滚动阻力的轮胎时,多采用炭黑和白炭黑并用的配方,以取得最佳的性能/成本效果.目前,国内轮胎行业白炭黑用量还不多,主要用在全钢载重子午线轮胎的胎面胶中,一般配用白炭黑12~15份.在半钢子午线轮胎或轻卡轮胎的胎面胶中,除有的外资轮胎企业在生产高,中档轿车的原配轮胎以外,一般不用白炭黑.在国外,白炭黑主要用于轿车"绿色轮胎"和冬季轮胎的制造.在载重"绿色轮胎",全天候轮胎和工程机械轮胎中也开始应用.本文将着重介绍在"绿色轮胎"制造中的应用.人们对轮胎的基本要求有三.一是具有较高的湿路面的抓着力(抗湿滑性)或较好的牵引性,以确保车辆行驶及人员的安全;二是滚动阻力小,以节省燃油并减少废气的排放.一般轮胎滚动阻力每降低3%一4%,耗油量可减少1%.基于胎面的滚动阻力约为轿车轮胎的50%,载重轮胎的30%,因此降低胎面的滚动阻力是节省燃油的重要途径.轿车及载重轮胎各部位对滚动阻力的影响见图1;三是耐磨性好,使用寿命长.为了获得上述性能,白炭黑特别是高分散性白炭黑在胎面胶中的应用是必不可少的.在国外,白炭黑目前主要用于子午线轿车轮胎的胎面,其中用量较多的轮胎滚动阻力较低,被称图1轿车及载重轮胎各部位对滚动阻力的影晌为"绿色"轮胎,其次是用于子午线载重轮胎胎面, 以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少, 一般为10~15份.从图l可以看出,为了进一步降低轮胎的滚动阻力,除了加大胎面胶中自炭黑的用量以外,还应当在轮胎的其他部位采用白炭黑.二,白炭黑在配方中的用量1.轿车轮胎胎面最初的"绿色"轮胎是将高分散性白炭黑,溶聚丁苯胶和硅烷偶联剂并用,再加上优化的混炼工艺制成的.其滚动阻力可以降低20%以上,这意味着胎面滞后损失降低了约50%,燃料消耗至少降低3%. 与此同时,这种轮胎具有优良的牵引性,但耐磨性有所降低.这种轮胎胎面胶的白炭黑用量达到80份. 但是由于白炭黑的售价较高,加上因添加偶联剂和胶料加工增加的费用,使轮胎成本也显着增加,而且单独使用白炭黑的轮胎耐磨性和抗静电性能不好.因此,目前在生产低滚动阻力的轮胎时,多采用炭黑和白炭黑并用的配方,以取得最佳的性能/成本效果.在文献中有许多关于在轿车轮胎中应用白炭黑的报道,例如:(1)用36份白炭黑,并掺用相当于白炭黑用量3%的巯基硅烷偶联剂,构成填料总用量为72份的填充体系,用于轿车轮胎的SBR/BR胎面胶中,其滚动阻力下降约25%,同时干,湿路面牵引性能无明显下降.(2)填充20份白炭黑和40份N339炭黑的胎面胶,若使用TESPT偶联剂(Si69),则可获得平衡硫化效果,而且轮胎滚动阻力下降9%,胎面磨耗性能的变化微乎其微.(3)用白炭黑部分代替炭黑(占原炭黑用量的40%~60%),并使用偶联剂(di白炭黑用量的13.6%).试验结果表明,以充油NR/BR橡胶为主的轿车轮胎胎面,其冰面牵引力增大5%,滚动阻力下降18%,湿路面牵引力与对比轮胎的相等,胎面磨耗性能几乎没有变化.在NR/SBR/BR橡胶胎面胶研究中,发现增大白炭黑用量,并使用有机硅烷,同时减少炭黑用量,可大幅度降低60cC时的tan8.北京橡胶工业研究设计院曾对国外多种类型和规格轮胎的胎面胶进行剖析,欧洲市场195/65R15高性能轿车轮胎胎面胶的主要性能和配方特征见表1.从表1中可以看出:胎面胶在6ocC时的tan8与白炭黑的用量相关,即白炭黑的用量越多,60cC时的tan8越低,也就是滚动阻力越低.目前,白炭黑在轿车轮胎胎面中的用量最多为65份.硅烷偶联剂(Si69)是在白炭黑配方中最常用的偶联剂,为了使其更好分散,通常以称之为X50S的剂型,即按照质量份各50%的比例和N330炭黑的衷1欧洲市场195R15高性能轿车轮胎胎面胶的主要性能和配方特征注:①应含丙酮能抽出的防老剂,硬脂酸等组分;②含偶联剂,促进剂中的硫.混合物出售,Si69的用量一般为白炭黑的8%.由于Si69价格高,性能也有不足之处,因此已经开发生产了多种新型偶联剂,但是目前用得最多的还是Si69.2.载重轮胎胎面目前,白炭黑用于载重轮胎,主要为了提高胎面的抗刺穿能力和耐撕裂性.白炭黑特别适用于其胎面,因不仅可减少滚动阻力,而且行驶温度低.对载重轮胎来讲,行驶温度低或低生热是极其重要的.白炭黑与炭黑并用可改善载重轮胎胎面的各项使用性能.在填充60份N231炭黑的重型载重轮胎天然橡胶胎面胶的研究中,用30份白炭黑直接代替N231炭黑,再加入巯基硅烷偶联剂(用量为白炭黑用量的1%,即实际用量为3份),结果提高了胎面胶的抗割口和崩花性能.在此基础上,再增大白炭黑用量,同时使用巯基硅烷偶联剂的试验结果表明,对生热和胎面磨耗无不良影响.但是通常载重轮胎胎面在使用白炭黑后,其磨耗性能会降低.基于此,目前, 白炭黑在其胎面胶料中的用量一般为15份.北京橡胶工业研究设计院对国外多种规格的载重轮胎的胎面胶进行剖析,结果是有些试验轮胎不用白炭黑,使用白炭黑的轮胎一般用量为10~14份.在另一项已完成的载重轮胎天然橡胶胎面胶中用白炭黑部分代替炭黑的试验显示,高分散性白炭黑和常规白炭黑相比,在提高胎面胶的耐磨性,拉伸强度和撕裂强度方面具有明显优势,无论其用量大小均有效.用20份白炭黑代替载重轮胎丁苯橡胶胎面胶配方中的N234炭黑,结果滚动阻力降低,撕裂强度提高.据称,在天然橡胶载重轮胎胎面胶中,当以硅烷偶联剂改性的白炭黑完全代替N220炭黑使用时,滚动阻力减少了30%,湿路面牵引力保持不变, 胎面磨耗指数仅降低5%.综上所述,在载重轮胎胎面胶中,如何多用白炭黑,既实现降低滚动阻力,达到节约燃料,降低废气排放和提高牵引性,保证行驶安全的目的,又最低限度地降低耐磨性,延长使用寿命,还是一个需要进一步研究开发和工业化应用的重要课题.3.轮胎的其他部位(1)胎侧胎侧是一层能够保护胎体免受气候侵蚀的外层胶,它应当具有耐候性好,抗臭氧老化,耐磨耗,耐撕裂,耐周向及径向龟裂,疲劳寿命长等特性.为使胎侧具有抗龟裂和抗臭氧老化性能,现有轮胎胎侧一般都采用含有防老剂,抗臭氧剂和石蜡的NR/ BR橡胶并用的胶料.但是,防老剂耗尽后,会使胎侧变硬和龟裂;而抗臭氧剂和石蜡会使其褪色,且抗臭氧剂往往具有污染性.目前,延迟或减轻胎侧老化,并使其具有一个光亮表面的通行做法,除使用饱和弹性体如EPDbl与天然橡胶并用外,还使用白炭黑,因其能提高胎侧胶包括抗臭氧老化在内的物理性能.胎侧区滚动阻力占轮胎滚动阻力的10%,因此降低胎侧的滞后损失有利于节约燃料.试验表明,在炭黑补强的胎侧胶中掺用2.5份低pH值白炭黑后, 胎侧的耐候性能明显提高.在炭黑用量为42份的胎侧胶中,增加白炭黑的掺用量,但不超过10份,结果表明,在所有情况下,撕裂强度都得以提高,耐割口增长性能改善和滞后损失降低.另一试验表明,胎侧胶掺人不超过16份白炭黑,同样可收到上述效果.以9份白炭黑代替8份炭黑可使硫化胶的扯断伸长率增加13%～17%,撕裂强度增加15%一83%,抗割口增长性提高71%,滞后损失减少27%,抗臭氧龟裂性提高24%,但其硬度,拉伸强度和300%定伸应力均减少.(2)带柬层将白炭黑加入含有钴一硼络合物的钢丝压出胶料中的目的是降低橡胶的滞后损失,并改善橡胶与钢丝帘线的粘合性能.研究发现,当其并用时,帘线挂胶在蒸汽老化和湿气老化后的粘合力有显着提高,老化前耐疲劳性能亦有所改善,并提高了钢丝压出胶的撕裂强度.若掺用比表面积小的硅烷偶联的白炭黑,则胶料的加工性能更好,同时降低了成品生热.若再在配方中加入二苯胍作为硅烷偶联的白炭黑的共促进剂,则粘合力和其他物理机械性能进一步提高.用大量比表面积小的硅烷偶联的白炭黑代替N326炭黑,可获得撕裂强度极高,热老化和盐老化后粘合力保持极好的钢丝压出胶.(3)气密层用高分散性,低比表面积白炭黑和氨基硅烷偶联剂一起取代溴化丁基橡胶气密层胶中的半补强炭黑,可使诸如温升,E"值,tan8,拉伸强度等许多物理机械性能有所改善.用比表面积小的白炭黑(例如Zeosi185)完全替代炭黑,可降低卤化丁基橡胶气密层胶的滞后损失,在滚动阻力得到改善的同时,还可提高耐疲劳性,并具有较好的100%定伸应力老化稳定性.无论是否使用了白炭黑,溴化丁基橡胶气密层与天然橡胶胎体间的粘合都较差,若将1O份环氧化天然橡胶(ENR)和白炭黑掺入到溴化丁基橡胶胶料中,会显着地提高该气密层胶与胎体胶的粘合强度.另外,ENR还可改善透气性.使用时,白炭黑补强的溴化丁基胶气密层的生热相当小,其耐透气性比炭黑补强的好.三,白炭黑胶料的混炼由于白炭黑胶料的混炼是和硅烷偶联剂反应的过程,所以,混炼温度的控制范围很窄,而炭黑混炼温度的控制范围可以较宽.在实际混炼过程中,例如:使用330dm的密炼机时,密炼机内部的温度偏差≥20℃,这种偏差与转子的形状或加工条件有关. 因此,有必要将密炼机内的平均温度和最高温度控制在安全区内.甲硅烷化反应的最适宜温度为145℃~155℃,当温度达到160℃以上时,四硫化合物就会分解并析出游离硫,开始发生交联反应.当温度在145oI=以下时,硅烷偶联剂和白炭黑不发生反应,胶料的性能不能提高.另外,在混炼过程中,还有其他反应物产生,例如乙醇和水的蒸汽,需要除去.因此,混炼白炭黑时,比混炼炭黑需要更加严密的控制,才能得到性能较好的胶料.此外,还需要注意白炭黑对混炼设备的磨损和反应生成物对排放管道的腐蚀问题.四,轮胎用白炭黑的主要品种和规格当白炭黑和炭黑并用,而且份数不多时,常规的白炭黑可以满足使用要求,一般在胎面胶中,可以采用比表面积为150~220mE/g的白炭黑品种,在轮胎的其他部位中,可以采用比表面积为120—150mE/g 的白炭黑品种.但是如果份数较多时,就应当采用高分散性白炭黑和易分散性白炭黑.高分散性白炭黑(HDS)是一种具有高分散性且无粉尘的自炭黑产品,适用于"绿色"轮胎.易分散性白炭黑(EDS)是20世纪90年代中期开发的一种性能介于HDS和常规白炭黑之间的产品,其价格较HDS低,是一种性价比较好的替代HDS的产品.填充常规白炭黑的胶料,湿牵引性好,滚动阻力低,但耐磨性很不好.采用HDS或EDS后,由于白炭黑在胶料中分散状况较好,可以显着提高轮胎的耐磨性.白炭黑分散度和轮胎胎面耐磨性的关系见表2.表2白炭黑分散度和轮胎胎面耐磨性的关系注:耐磨系数越高越好.世界几大白炭黑公司都已生产了HDS和EDS品种.国外HDS和EDS的主要品种及其供应商见表3.表3国外HDS和EDS的主要品种及其供应商2.独特结构的高分散性白炭黑最近德固赛公司又研究开发了被称为第三代白炭黑产品的"独特结构的高分散性白炭黑",其分散性和补强性更好,该公司在介绍这种白炭黑的文章中,将上文所述的HDS和EDS产品统称为第二代白炭黑.这种白炭黑的性能特征是:(1)NSA显着高于CTAB比表面积常规产品和新型产品表面的比较见表4.表4常规产品和新型产品表面的比较从表4可以看出,NSA和CTAB比表面积之比,常规产品为1.0~1.2,新型产品为2.0—2-4.这种白炭黑的NSA虽然很高,但是因为分散性好,能使胶料具有较低的粘度,从而可以提高白炭黑的补强性能.(2)有多得多的孔隙和大孔容积采用压汞法可以测出这种新产品多孔而可塑,它比常规白炭黑有多得多的孔隙和大孔容积,导致其NSA与CTAB比表面积有不寻常的比值,并有相当高的结构.新产品的汞压入容积同常规产品的比较见表5.表5显示出新产品同常规产品的孔隙容积比较,结构越高越容易被橡胶分子渗入,分散就更好.表5新产品的汞压入容积同常规产品的比较ml/g (3)粒子表面粗糙采用透射电子显微镜(TEM)也能证实常规白炭黑与用新型白炭黑之间的差异.新型白炭黑粒子表面构造粗糙,正是这种新产品的NSA高的原因所在.由于CTAB分子很大,CTAB测定法不能测出这种差异.新型白炭黑粒子表面粗糙有可能是它在橡胶基质中的行为产生改变的原因.五,国内轮胎用白炭黑生产应用现状和趋势1.应用现状和趋势目前在国内轮胎生产中白炭黑用量还不多,据调查:在全钢丝载重子午线轮胎的胎面胶中,一般配用白炭黑12-15份;在半钢丝子午线轮胎或轻卡轮胎的胎面胶中,除有的外资轮胎企业在生产高, 中档轿车的原配轮胎时使用外,一般不用白炭黑; 在部分载重斜交轮胎的胎面胶中,开始配用5-12份白炭黑.研究表明,在载重斜交轮胎的胎面和胎体中配用6-12份白炭黑,能使轮胎的综合性能达到最佳;有的企业在工程轮胎胎面胶中配用7份白炭黑.在耐切割轮胎的胎面胶中配用35份白炭黑(但这种轮胎产量很少.)综上所述,目前国内在轮胎胎面胶中应用白炭黑主要是为了提高胎面的耐切割和刺扎性能,还没有把降低滚动阻力放在主导地位.但是随着汽车产量和保有量的迅速发展,以及石油消费量的增加和石油价格的上涨,特别是国内已经开始大力提倡对能源和资源的节约,对降低轮胎滚动阻力,降低油耗的需求也将随之增加.另一方面,我国轮胎出口量已达轮胎总产量的30%,其中近30%出口到欧洲和北美,这一市场对"绿色"轮胎也有较大需求.加以我国白炭黑售价相对较低,因此轮胎用白炭黑的需求亦将较快增加.2.国内轮胎用白炭黑产品质量和品种现状目前国内轮胎企业对白炭黑的质量要求,主要是补强性能要好,产品质量要稳定,分散性也要求好.但是由于配方中用量比例还不大,因此对高分散性白炭黑的需求还不太迫切.在大力发展"绿色" 轮胎的趋势下,对高分散性白炭黑的需求将快速增加.过去国内多数白炭黑企业装置规模小,自动化程度低,产品质量欠稳定,因此国内轮胎企业主要采用两家外资企业的产品.近几年国内已经有10多家白炭黑企业生产能力超过1万吨,已经有近20套万吨级的大型装置建成投产,其产品质量均已达到较好水平,故已经被轮胎企业采用.从2o03年国家炭黑质检中心对13家白炭黑企业产品质量的普查结果看,按化工行业标准考核均为合格品,其中11个样品的比表面积在140-190m2/g.国产白炭黑,除两家外资企业的产品外,南平嘉联,无锡恒亨和山东海化等规模较大的企业都生产了轮胎用白炭黑品种, 并在其产品样本中列出了具体规格,但是尚未包括高分散性白炭黑产品.据报道,上海九琛精细化工有限公司研制成功了无凝胶高分散性白炭黑产品,其特征是不含200 目水洗筛余物,填充这种产品的硫化胶中不出现白点.该公司用其产品和国内某家大公司的产品进行了对比,无凝胶白炭黑和有凝胶白炭黑物性,分散性对比见表6.表6无凝胶白炭黑和有凝胶白炭黑物性,分散性对比注:橡胶物性按国际标准配方实验室试验.六,小结1.随着对环保和节能的日益重视,降低轮胎滚动阻力,节约汽车燃料消耗,降低汽车废气排放量,将成为人们的普遍要求.发展绿色轮胎,是世界轮胎工业发展的必然趋势,也将是我国轮胎工业发展的废子午线轮胎胶制作再生胶的试验我国子午线轮胎的产量逐年增加,2005年45家轮胎企业综合外胎产量为1.55亿条,其中子午线轮胎产量为1.02亿条,比2004年增长29.26%,占总产量的65.60%,因此废子午线轮胎也将大量增加.当前废子午线轮胎销售不畅,价格低廉.因为高温动态脱硫法,用现在常用的活化剂生产出的再生胶,其物理性能及外观均达不到国家标准,因此需要开发新的再生剂.由于子午线轮胎中含有大量的丁苯胶和顺丁胶,小轿车胎尤其如此,单用活化剂420 已不适应废子午胎胶的再生,必须开发新的再生剂. 本文介绍笔者在某再生胶厂应用新开发的再生剂Z 的试验情况.一,实验部分1.主要原材料废子午线轮胎胶粉(30目);再生剂Z;煤焦油等原料.2.配方:A.废子午线轮胎胶粉(30目)0.2,再生剂Z2,煤焦油等30.B.废子午线轮胎胶粉(30目)0.4,煤焦油等27.3.脱硫工艺100,活化剂420100,活化剂420(1)首先将各种原料按配方称量后投入高温动态脱硫罐中.(2)脱硫条件:22MPa,210~C,保温1.5小时.(3)冷却后再经过捏炼和精炼即成再生胶.嗣董诚春二,物理性能两种配方制得的再生胶与标准物理性能对比见表1.项目门尼粘)~/ML拉伸强度/blPa扯断伸长率注:该买验用的胶粉是外购30目钢丝轮胎胶粉,应属于A3轿车子午线轮胎,可能还掺有其它杂胶.如果厂家是自制钢丝轮胎胶粉,其物理性能还会高一些.外购胶粉应检测灰分量,其灰分量不应超过8%(国家标准).由检测数据可知,配方A的物理性能高于配方B,配方A的拉伸强度高于A1标准,扯断伸长率高于A3标准,可用于各种橡胶制品,经改进后其扯断伸长率可以达到A2标准.再生胶的外观质量:配方B制成的再生胶表面有许多小颗粒,而配方A制成的再生胶表面的微小颗粒很少.三,经济效益斜交胎30目胶粉市场价为2200元/吨,而子午线轮胎30目胶粉市场价为1700元/吨,每吨可降低成本500元.年产1000吨的小厂,年可增加经济效益50万元.如果是年产万吨的大厂,自行购进废子午线轮胎,自制胶粉,其经济更显着.再生剂Z已工业化生产,价格低廉.口必然趋势.2.在轮胎中,特别是胎面胶中,应用白炭黑是降低轮胎滚动阻力的有效措施,国内生产的白炭黑价格相当于,甚至低于炭黑的价格.因此,建议轮胎企业研究在胎面胶和其他轮胎部位中,开发多用白炭黑的配方和工艺,这样可以在保持或降低成本的基础上提高轮胎质量,更好地满足用户需求.3.建议白炭黑生产企业要在努力提高并稳定现有轮胎用白炭黑品种基础上,从强化工艺和改进设备两个方面着手,研究开发和生产补强性能和分散性能更好的高分散性白炭黑品种,更好地满足轮胎工业的需要.口。

混炼条件对TESPT与白炭黑、轮胎用橡胶反应的影响

维普资讯
２２
橡胶参考资料
２００２年
பைடு நூலகம்
混炼条件对ＴＳＴ与白炭黑、胎ＥＰ轮用橡胶反应的影响
赵红娟编译
橡胶胶料的性能，拉伸性能、如撕裂性能以及
回弹性，都可以通过在胶料中加入细粒状填料来
本文的目的是研究混炼时间和温度的变化对白炭黑填充的轮胎胎面胶料动态力学性能的影响。在不同的温度下，述反应会产生不同的结上
（）机硅烷与白炭黑表面结合；１有（）机硅烷与橡胶大分子间的反应。２有加入偶联剂改善了白炭黑填充胶料硫化胶的力学性能。加入偶联剂提高了硫化胶的杨氏模量、伸强度和拉断伸长率，低了硫化胶６ ℃ 拉降Ｏ时的ｔ占从而使轮胎的生热较低。ｇ，数年来，几种有机硅烷已经进行了研究。对
黑表面形成单键（一步反应）第。图１示了推测表的ＴＥＰ与白炭黑第一步反应机理。通常认为ＳＴ是在第一步反应之后，已经与白炭黑表面结合是
的成对相邻硅烷分子间进一步的综合反应（二第
步反应）这个假设的反应机理见图２，。
橡胶混合存在许多问题。正是因为这个缘故，通

混炼工艺对橡胶中白炭黑分散性的影响

加１ ·应
合ＣＨ成ＩＮ橡Ａ胶工ＳＹ业ＮＴ，２Ｈ０Ｅ１Ｔ８ＩＣ— ０７Ｒ—Ｕ１Ｂ５Ｂ，４Ｅ１Ｒ（４）ＩＮ：３Ｄ０Ｕ９Ｓ—Ｔ３Ｒ白炭黑分散性的影响
边慧光，李海涛，刘洁，刘营，汪传生
（青岛科技大学机电工程学院，山东青岛２６６０６１）
关键词：白炭黑；混炼工艺；胶料；分散性；比表面积；力学性能中圈分类号：ＴＱ３３０．３８３文献标志码：Ｂ文章编号：１０００—１２５５（２０１８）０４—０３０９—０６
作为橡胶制品中至关重要的增强剂和填充剂，白炭黑与硅烷偶联剂反应后能够提高橡胶制品的多项性能¨ ］，而填料需要在橡胶中均匀分布才能达到人们对制品性能的要求。白炭黑相比于炭黑而言，粒子更细易团聚、比表面积更大，而且其亲水性更强，但聚合物基本呈亲油性，所以白炭黑在使用时需要进行表面改性。将白炭黑加入到聚合物中能显著提高橡胶制品的抗撕裂性能、降低轮胎滚动阻力、改善轮胎的抓着力，但由于其表面的强极性，在使用过程中颗粒易团聚且与非极性橡胶的相容性很差，导致橡胶制品性能下降。因此，良好的分散效果在白炭黑填充橡胶的混炼过程中占有非常重要的地位。本工作即考察白炭黑的表面形态以及橡胶混炼过程中的转速、时间、排胶温度等工艺条件对白炭黑分散效果的影响，以期能为制备性能良好的白炭黑填充橡胶制品提供帮助。

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。

混炼工艺对炭黑填充橡胶性能的研究

混炼工艺对炭黑填充橡胶性能的研究[摘要]如果使用硅烷偶联剂来改善补强性能，混炼顺序尤其重要。

与普通混炼工艺相比，在对胶料性能没有负面影响的前提下，Y法顺序混炼具有可将一种白炭黑填充母炼胶与各种炭黑填充母炼胶并用，有效制备不同胶料的潜力。

【关键词】胶料；混炼顺序；白炭黑；炭黑由于配合剂的分散以及各种化学反应，橡胶成品性能可能受到混炼工艺的极大影响。

研究表明，混炼温度、混炼时间和混炼顺序对橡胶性能有显著的影响。

如果其中一种配合剂可能在硫化期间发生反应，那么，混炼工艺就更加重要。

Y 法混炼法，就是分别制备两个含炭黑和白炭黑的单独的母炼胶，然后再一同加入硫化剂的炼胶工序。

采用Y法顺序混炼的胶料，其性能类似或优于一段法混炼胶料，它是制备同一白炭黑母胶与各种炭黑胶并用的不同胶料的一种适宜的替代方案。

以下将就白炭黑填充胶料探讨三种不同顺序的混炼工艺（Y法、一段法和多段法），并将硫化前（门尼粘度值和硫化时间）和硫化后（100％定伸应力、200％定伸应力和300％定伸应力、拉断强度、拉断伸长率、硬度和粘弹性）的橡胶性能作了对比。

从胶料性能和生产效率角度讨论了用Y法混炼代替普通混炼工艺的前景。

1、实验表l为该研究所用胶料的配方。

混炼采用NM—1．5—20型捏合机，混炼工艺条件列于表2～表4。

门尼粘度值（ML1+4）用SMV一201型门尼粘度计在130℃下测定。

硫化曲线，即橡胶应力随硫化时间的变化用硫化仪在170℃下测得。

90％和100％硫化所需要的时间（t90和t100）分别根据对应于0％和100％硫化的最小和最大的扭矩计算。

每种试样的硫化时间在t90和t100之间。

粘弹性可用UeshimaVR-7110型粘弹性分析仪，按照标准JISK6394测定。

25℃下弹性模量（E’）与应变的关系在10Hz频率时测定。

高温（>40℃）和低温（<0℃）下tanδ与温度的关系分别用单一应变幅度1．00％和0．25％在频率为10Hz时测得。

炭黑_白炭黑加入顺序对NR_SSBR胶料性能的影响_牟守勇

加工#应用弹性体,2009-04-25,19(2):55~58CH IN A EL A ST O M ERICS收稿日期:2008-10-14作者简介:牟守勇(1984-),男,山东潍坊人,青岛科技大学在读硕士研究生,主要研究方向为高分子材料加工与改性。

*通讯联系人炭黑、白炭黑加入顺序对N R /SS BR 胶料性能的影响牟守勇,姜萍,胡波,赵树高,张萍*(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042)摘要:通过改变炭黑、白炭黑的加料顺序,探讨了炭黑/白炭黑在不同并用比下(75/25,50/50)在天然橡胶(NR)与溶聚丁苯橡胶(SSBR)共混体系中的最佳加入顺序。

结果表明,炭黑、白炭黑的加入顺序并不是绝对的,炭黑/白炭黑并用比为75/25时(填料总量为45份),先加白炭黑有利于白炭黑的分散,硫化胶物理机械性能较好,压缩生热较低,动态力学性能较好;当炭黑/白炭黑并用比为50/50时,炭黑/白炭黑一起加入得到的硫化橡胶性能较好。

关键词:白炭黑;炭黑/白炭黑并用;动态力学性能;加工工艺中图分类号:T Q 330.381;T Q 333.99 文献标识码:A 文章编号:1005-3174(2009)02-0055-04白炭黑作为补强剂在橡胶工业中应用越来越广泛,与具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充胶料比较,胶料中加有沉淀法白炭黑可改善胶料的抗裂口增长性及撕裂强度[1]。

使用偶联剂可进一步增强聚合物与白炭黑之间的结合,提高胶料的撕裂强度,降低胶料的压缩生热,这对高性能轮胎胶料的研究有重要意义[2]。

为了充分发挥硅烷偶联剂对白炭黑的改性效果,还必须注意混炼时加料顺序。

对炭黑/白炭黑并用体系的加工工艺,国内外均有报道[3~5]。

本文主要研究了炭黑、白炭黑不同加入顺序对天然橡胶(NR)与溶聚丁苯橡胶(SSBR)共混胶料性能的影响。

1 实验部分1.1 原材料NR:马来西亚3#烟片;SSBR:日本合成橡胶公司产品;沉淀法白炭黑:VN3,德固萨公司;炭黑:N539,美国卡博特公司;硬脂酸、氧化锌、防老剂、硫磺、促进剂、古马隆、偶联剂Si69均为市售。

防老剂加料顺序对白炭黑及炭黑胶料老化性能影响

之前的文献主要研究防老剂加料顺序对白炭黑硅烷化反应的影响，没有研究对胶料老化性能影响。

现重点研究防老剂加料顺序的改变对白炭黑胶料老化性能的影响，从而探讨对于老化性能而言最佳的混炼顺序。

一、试验部分1. 试验配方试验白炭黑配方：BR 20，SSBR 80，高分散白炭黑 80，硅烷偶联剂 6.4，氧化锌 3，防老剂（6PPD+RD+WAX ） 5.5，其他 7.4，编号为1～4#方案。

试验炭黑配方：BR 20，ESBR 80，炭黑 80，氧化锌 3，防老剂（6PPD+RD+ W AX ） 5.5，其他 7.4，编号为5～6#方案。

2.主要设备和仪器GK1.5N 型密炼机，德国克虏伯公司；φ160mm ×320mm 开炼机，PANSTONE 公司；P-200-2-PCT 平板硫化机，PANSTONE 公司；Eplexor500N 型动态黏弹谱分析仪，德国GABO 公司；D-RPA3000型橡胶加工分析仪，德国MonTech 公司；3MR-3RVB-700 B-MODEL 臭氧试验箱，德国Argentox 公司。

1#：白炭黑分两段加入，防老剂在一段加入；2#：白炭黑分两段加入，防老剂在二段加入；3#：白炭黑分两段加入，防老剂在三段加入；4#：全部白炭黑在一段加入，防老剂在三段加入；5#：防老剂在一段加入；6#：防老剂在三段加入。

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。

促进剂DPG在白炭黑填充天然橡胶胶料混炼中加料顺序对胶料性能的影响

促进剂DPG在白炭黑填充天然橡胶胶料混炼中加料顺序对胶料性能的影响董兴旺，刘　辉，任福君，张建军（中策橡胶集团有限公司，浙江杭州　310018）摘要：研究促进剂DPG在白炭黑填充天然橡胶（NR）胶料混炼中加料顺序对胶料性能的影响。

结果表明：促进剂DPG与NR、白炭黑和硅烷偶联剂同时加入混炼能够参与和促进硅烷化反应，改善白炭黑与NR之间的相容性，减轻白炭黑聚集，因此可降低Payne效应，提高胶料的耐热老化性能，但因其参与硅烷化反应而减小了参与硫化反应的量，导致硫化速率降低，焦烧时间延长，同时由于交联密度下降导致硫化胶的耐磨性能、300%定伸应力和撕裂强度降低及60 ℃时的损耗因子增大，在配方开发和混炼工艺设计时，应考虑适量补充促进剂DPG在前期混炼阶段加入时的损耗。

关键词：天然橡胶；促进剂；混炼；加料顺序；Payne效应；硅烷化中图分类号：TQ330.38＋5；TQ330.6＋3 文章编号：1006-8171（2020）11-0670-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2020.11.0670为了应对轮胎标签法，轿车轮胎胎面配方中广泛采用改性溶聚丁苯橡胶和白炭黑，使轮胎具有高湿地抓着力和低滚动阻力[1]。

然而轻型载重轮胎行驶路况复杂、负荷大，为防止出现早期磨损和切割撕裂问题，其胎面配方通常采用以高强度天然橡胶（NR）为主的生胶体系，同时为了降低滚动阻力、提高湿地抓着力，并保持优良的耐磨性能，采用白炭黑与炭黑并用的填料体系。

众所周知，NR具有相对分子质量大、自结晶和生胶强度大等优点，然而其表面呈弱极性，导致强极性的白炭黑在其中分散困难。

白炭黑由于表面含有大量羟基，具有很高的表面极性，在胶料混炼和储存中容易发生聚集，从而影响胶料的各项性能。

通常白炭黑配方中使用硅烷偶联剂（如TESPD或TESPT）对白炭黑进行表面改性，以提高橡胶与白炭黑的相容性，白炭黑表面的羟基与硅烷偶联剂的羟基之间发生反应，即硅烷化反应。

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：ＮＲ１５，ＳＳＢＲ１０３．１３．
ＳＢＲ１７２３１４，炭黑Ｎ２３４２０，白炭黑１１１５ＭＰ６５，Ｓｉ６９１０，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：ＳＳＢＲ８２．５。ＳＢＲ１５０２１５。
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。