硅烷处理剂运用领域---白炭黑

白炭黑是橡胶工业中一种重要的补强填料,同炭黑比较,加工功用较差,在橡胶工业中的运用受到限制[1]。硅烷处理剂运用硅烷处理剂对白炭黑进行改性,处理了白炭黑与胶料的亲和性,改善了胶料的加工功用。一起可使胶料的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度及耐磨性进步。轮胎运用白炭黑补强时参加硅烷处理剂,能够获得滚动阻力(生热),抓着功用和耐磨耗功用三者之间的最佳平衡[2]。本工作研讨了硅烷处理剂改性白炭黑在丁苯橡胶(ＳＢＲ)中的运用,探讨了硅烷处理剂种类和用量对ＳＢＲ胶料功用的影响。

1、试验部分

1.1原资料

ＳＢＲ1500,齐鲁石化公司产品;沉淀法白炭黑,青岛罗地亚白炭黑有限公司产品;处理剂:γ氨丙基三乙氧基硅烷(ＫＨ550),γ缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(ＫＨ560),四硫化双(3三乙氧基硅烷基丙基)硅烷(Ｓｉ69),乙烯基三(β甲氧基乙氧基)硅烷(Ａ172),氧化锌,硬脂酸,促进剂ＣＺ、ＴＴ、ＴＢＢＳ,防老剂Ｄ,硫化剂Ｓ均为市售工业级产品。

1.2配方

(1)ＳＢＲ1500100,活性剂ＺｎＯ4,硬脂酸15,促进剂ＴＴ2、ＴＢＢＳ2、ＣＺ08,防老剂Ｄ1,硅烷处理剂沉淀法白炭黑40,Ｓ0.4,硅烷处理剂ＫＨ550变量,别离从0,05,10,15参加。

(2)同配方(1),仅仅将处理剂变为ＫＨ560。

(3)同配方(1),将处理剂变为Ａ172。

(4)同配方(1),将处理剂变为Ｓｉ69。1.3办法将ＳＢＲ胶料在辊温为30～40℃的开炼机上塑炼3～5ｍｉｎ,参加小料(ＺｎＯ,ＳＡ,ＣＺ,ＴＴ,ＴＢＢＳ,Ｄ),混炼5～6ｍｉｎ,参加硅烷处理剂处理的白炭黑,最终参加Ｓ,混炼5～6ｍｉｎ,薄通6次,下片。

1.3功用测验

运用ＥＥＫＯＮ公司的ＥＫ2000Ｐ流变仪断定硫化时刻。用ＥＥＫＯＮ公司的ＥＫ2000Ｍ门尼粘度仪断定门尼粘度。硅烷处理剂用ＧＯＴＥＣＨ公司的ＡＩ7000Ｓ电子拉力机测验拉伸功用。用ＧＯＴＥＣＨ公司ＤＩＮ磨耗机测验磨耗性。

2成果与评论

2.1改性胶料的物理功用选用4种硅烷处理剂别离改性白炭黑补强ＳＢＲ胶料,其物理机械功用见表1。

2.1.1门尼粘度

从表1看出,跟着处理剂量的添加,4种处理剂胶料的门尼粘度值总体上都有所下降。并且跟着处理剂用量的添加,门尼粘度下降的起伏增大。

跟着处理剂量的添加,白炭黑外表紧紧的结合着一层硅烷,下降了填料填料网状结构的构成机率,使得混炼胶料的粘度下降。

2.1.2硫化时刻

从表1看出,改性白炭黑胶料的硫化时刻到处理剂量的添加而缩短,其顶用Ｓｉ69改性胶料的硫化时刻缩短起伏最大。Ｓｉ69是一种双功用处理剂,一方面起着偶联的作用,另一方面为硫化供给Ｓ,而其它3种处理剂仅仅起了偶联作用。

2.1.3300%定伸应力

从表1看出,跟着处理剂量的添加,4种硫化胶料的300%定伸应力都有所添加,其间别离用ＫＨ560、Ｓｉ69改性白炭黑的硫化胶的定伸添加比较显着,而用ＫＨ550、Ａ172添加较小。一般的硫化胶料,跟着交联密度的增大,定伸应力随之增大。跟着处理剂量的添加,白炭黑处理剂聚合物网络逐渐增密,使胶料的交联密度跟着添加,所以定伸应力显着改善。

2.1.4300%定伸应力/100%定伸应力

依据王梦蛟等人的理论:硫化胶料的300%定伸应力与100%定伸应力的比值是聚合物填料相互作用的一个量度,能够坚信它与聚合物的分子链从填料外表滑动或脱离有关,该比值越高,聚合物填料相互作用越强。依据该理论,由表1看出,改性白炭黑硫化胶料的功用都要高于不加处理剂的胶料;用ＫＨ560、Ｓｉ69改性白炭黑的硫化胶料的功用跟着处理剂量的添加功用进步。

2.1.5拉伸强度

由表1看出,跟着处理剂参加量的添加,别离用ＫＨ550、ＫＨ560、Ｓｉ69改性白炭黑胶料的拉伸强度先添加后下降,而用Ａ172改性的胶料的拉伸强度改变规则不显着。拉伸强度与胶料的交联密度有密切联系,一般跟着交联密度的添加拉伸强度也随之增大,并呈现一个极大值,然后跟着交联密度的进一步增大拉伸强度下降。

2.1.6撕裂强度

从表1看出,经过4种处理剂改性后的白炭黑硫化胶料的撕裂功用显着添加。一般撕裂强度也跟着交联密度的增大而增大。经过处理剂的改性,使白炭黑在橡胶中的涣散性进步,白炭黑与橡胶的亲和性也进步,其撕裂功用显着添加。

2.1.7扯断伸长率

从表1能够看出,跟着处理剂量的添加,扯断伸长率都呈现出下降的趋势.一般硫化胶料的扯断伸长率跟着交联密度的增大而下降,跟着交联密度的添加,胶料的强度进步,分子间作用力添加,伸长率下降2.1.8磨耗功用从表1能够看出,跟着处理剂用量的添加,4种硫化胶料的磨耗体积都下降,其间ＫＨ560改性的胶料的磨耗功用最好,顺次是Ｓｉ69、Ａ172、ＫＨ550。2.1.9回弹功用从表1看出,除用Ａ172改性的硫化胶料的回弹功用下降外,其他胶料的回弹性都显着添加。用ＫＨ550和ＫＨ560改性白炭黑的硫化胶料的回弹性在处理剂量的为15份时呈现了最高值。回弹性和胶料的交联密度有必定的联系,跟着交联密度的添加,回弹性增大,并呈现最大值。

3、定论

(1)在运用白炭黑的ＳＢＲ胶料配方中加处理剂,能够下降混炼胶料的门尼粘度,缩短硫时刻,进步出产效率。

(2)运用ＫＨ550、ＫＨ560、Ａ172、Ｓｉ694处理剂对白炭黑进行外表改性后,硫化胶料的合力学功用都有不同程度的进步。