硅烷偶联剂_白炭黑_炭黑补强体系在胎面胶配方中的应用
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白炭黑的用途及作用橡胶概述白炭黑是一种由二氧化硅组成的无机化合物,其化学性质稳定,物理性质特殊。
在橡胶工业中,白炭黑被广泛应用于橡胶制品的填充剂和增强剂中,具有重要的作用。
本文将介绍白炭黑在橡胶中的用途及作用,旨在提供有关的科学知识和应用实例,以促进橡胶行业的发展和技术进步。
白炭黑的用途白炭黑在橡胶制品中有多种用途,主要包括以下几个方面:增强剂白炭黑的颗粒形状和表面积特性使其在橡胶制品中具有良好的增强作用。
它可以增加橡胶制品的强度、硬度和耐磨性,并能提高抗拉强度和疲劳寿命。
因此,白炭黑常被用作增强剂来改善橡胶制品的综合性能。
填充剂白炭黑的高比表面积和吸附性能使其成为一种优良的填充剂。
它可用于提高橡胶制品的体积和质量,并改善其加工性能。
通过添加适量的白炭黑,可以有效降低橡胶制品的成本,提高其性能和可靠性。
硫化活性促进剂白炭黑在橡胶的硫化过程中能够促进硫的分散,提高橡胶的硫化速度和程度。
这是因为白炭黑表面的氧化物可作为硫化反应的催化剂,促进硫化剂和橡胶之间的反应,并加速硫与橡胶的交联作用。
因此,白炭黑常被用作硫化活性促进剂,以提高橡胶制品的硫化效果和质量。
抗老化剂白炭黑在橡胶中的分散性能较好,能够有效分散并阻止橡胶中的氧气、光线和热能的深入渗透,从而减缓橡胶的老化过程。
因此,白炭黑常被用作抗老化剂,可以延长橡胶制品的使用寿命和稳定性。
导电填料白炭黑具有较高的导电性能,可用作橡胶导电填料。
通过添加适量的白炭黑到橡胶中,可以降低橡胶的电阻率,提高橡胶制品的导电性能。
这在一些特定的橡胶制品中十分重要,如防静电橡胶、导电密封圈等。
白炭黑的作用白炭黑在橡胶中的作用主要体现在以下几个方面:增强橡胶的物理性能白炭黑能够填充橡胶的空隙,增加橡胶的体积和质量,提高橡胶制品的硬度、强度和耐磨性。
通过调节白炭黑的用量和分散性能,可以有效控制橡胶制品的物理性能和力学性能。
促进橡胶的硫化反应白炭黑可促进橡胶的硫化反应,通过提高硫化速度和程度,加强橡胶的交联作用。
白炭黑分散剂对轿车子午线轮胎胎面胶性能的影响王建功,黄义钢,赵晓东,张 静,张锡熙(青岛双星轮胎工业有限公司,山东青岛 266500)摘要:研究白炭黑分散剂对轿车子午线轮胎胎面胶加工性能、物理性能和动态力学性能的影响。
结果表明:白炭黑分散剂可改善白炭黑在胶料中的分散性,降低胶料的门尼粘度,显著提高加工性能;添加白炭黑分散剂的硫化胶硬度、定伸应力和拉伸强度减小,拉断伸长率、撕裂强度和回弹值增大,压缩生热降低,胶料的抗湿滑性能提高,滚动阻力降低。
关键词:轿车子午线轮胎;胎面胶;白炭黑;分散剂;加工性能;抗湿滑性能;滚动阻力中图分类号:TQ336.1;TQ330.38+7 文章编号:1006-8171(2021)02-0097-06文献标志码:A DOI:10.12135/j.issn.1006-8171.2021.02.00971992年,法国米其林公司将溶聚丁苯橡胶(SSBR)和沉淀法白炭黑应用于轮胎胎面胶中,轮胎表现出优异的抗湿滑性能和低滚动阻力特性,从而开创了绿色轮胎技术的先河[1]。
时至今日,SSBR和白炭黑已成为高性能绿色轮胎生产的关键原材料。
2012年欧盟实施轮胎标签法,对轮胎抗湿滑性能、滚动阻力、行驶噪声进行等级划分。
2018年5月,欧盟委员会修改第1222/2009法规提案,即新版轮胎标签法,并于2020年6月正式实施。
新版轮胎标签法在现有基础上对轮胎的抗湿滑性能和滚动阻力等提出了更严苛的要求[2-3]。
在此期间,全球部分国家和地区均颁布了相应的轮胎标签法[4],从而奠定了白炭黑在高抗湿滑性能、低滚动阻力绿色轮胎胎面胶配方开发体系中愈发重要的地位。
然而,白炭黑小粒径、大比表面积、高表面能和强表面极性的特性使其自身粒子极易相互凝聚成团,且白炭黑内部的聚硅氧键和外表面的活性硅羟基使其极具亲水性,在有机相中难以湿润和分散,这导致高填充白炭黑胶料的混炼难度大、门尼粘度高、升温速率快、白炭黑分散困难且易二次团聚、表观质量差等[5-7]。
白炭黑白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶,也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑是多孔性物质,其组成可用SiO2·nH2O表示,其中nH2O是以表面羟基的形式存在。
能溶于苛性碱和氢氟酸,不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)。
耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
与具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充物相比,胎面胶中含有沉淀法白炭黑可改善其抗裂口增长性及撕裂强度。
与其他橡胶比较,白炭黑可以相对容易和迅速地与环氧化天然橡胶(ENR)混合。
且产物的增强效果也最好。
在含有ENR的胶料中,白炭黑的增强效果和炭黑N330相似。
在SBR/BR共混体系中加入沉淀法白炭黑制成的乘用车胎面胶的滚动阻力减少50 ,而干、湿牵引性没有明显的改变。
Evans等介绍了一种超高增强沉淀法白炭黑,这种白炭黑用于胎面胶有以下优点:在不使用偶联剂时,胎面胶的滚动阻力降低而冰牵引性能提高;使用偶联剂后可减少胶料的焦烧、硫化时间,改善其抗裂口增长性,提高其扯断伸长率、硬度和300 定伸应力,同时不影响炭黑。
虽然白炭黑与炭黑并用为轮胎胎面胶增强剂时能明显改善胶料的撕裂强度,且能抑制胎面胶老化龟裂,防止胎面产生裂口裂纹,但是这种胶料的耐磨性稍差,扯断变形较大,生热大实际使用过程中,白炭黑必须经改性后才能弥补胶料性能的不足。
与炭黑相比,白炭黑表面有一层均匀的硅氧烷和硅烷醇基,硅烷醇基的存在使白炭黑表面易于进行化学反应,这使白炭黑表面可相对容易地进行改性常用于白炭黑表面处理的偶联剂是双(3一三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷(TESPT),这种有机硅烷可与橡胶及填料反应,在填料和聚合物分子间引入共价键,从而改善聚合物与填料间的作用。
研究发现,使用TESPT后,含2O份沉淀法白炭黑和4O份N332炭黑的胶料可使滚动阻力降低,而胎面胶的磨耗性能和湿牵引性能改变很小。
白炭黑旳生产工艺及其应用何李军工艺2023(卓越)摘要:白炭黑属于硅系白色补强型粉体材料,是合成水合硅酸和硅酸盐旳总称,包括沉淀SiO2、气相SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3等。
由于它们具有与炭黑媲美旳性能和外观上为白色旳特性,故统称为白炭黑。
不过一般讲旳白炭黑大多是指SiO2而言。
白炭黑经典旳制造措施分3类:气相法、沉淀法和离解法。
工业上旳制备措施都是这3种措施旳组合或改良。
由于生产措施不一样,其性能和用途也有所不一样。
本文就白炭黑旳不一样生产工艺其应用展开论述。
关键词:白炭黑生产工艺应用沉淀法气相法离解法Production processes and application of silica whiteLijun HeAbstract:Silica white is white reinforced silicon powder materials, It is the collectively of Silicate Hydrate of synthesis and silicates.including precipitation of SiO2,gas phase SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3 and so on.But generally speaking mostly refers SiO2 silica white terms.The classic method of manufacturing a silica white three categories: vapor phase method, a precipitation method and from the solution. Industrial preparation methods are a combination of these three methods or improved. As production methods, the properties and usesare different. In this paper, silica white different production processes of its application to start on. Key word:silica white Production processes application vapor phase method precipitation method pyrolysis method前言白炭黑即水合二氧化硅是微细粉末状或超细粒子状旳二氧化硅,高纯者SiO2达99.8%,质轻,原始粒径<0.0003mm,比重2.319—2.653,熔点1750℃。
硅烷偶联剂的使用方法硅烷偶联剂是一种重要的有机硅化合物,具有良好的耐热性、耐候性、电绝缘性等特点,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纺织品、电子材料等工业领域。
硅烷偶联剂的主要作用是在有机基质与无机基质之间建立稳定的界面结合,以提高复合材料的性能。
1.表面处理:在使用硅烷偶联剂之前,需要对基质表面进行预处理。
一般来说,基质表面应保持干燥、无油污和灰尘,以保证硅烷偶联剂能够充分与基质表面接触。
2.稀释:将硅烷偶联剂与有机溶剂按照一定比例混合并搅拌均匀。
这样可以方便硅烷偶联剂的涂布和扩散,提高接触面积,增加反应效果。
3.涂布:采用刷涂、喷涂、浸渍等方法将稀释后的硅烷偶联剂涂覆在基质表面。
刷涂适用于较小面积和精细加工的部件,而喷涂适用于较大面积和批量生产。
浸渍则适用于对材料要求不高的产品。
4.干燥和烘烤:涂布后,将基质置于空气中自然干燥,或者采用加热烘烤的方式促进硅烷偶联剂与基质的反应。
根据硅烷偶联剂的不同,烘烤温度和时间也有所区别,一般在100摄氏度以上热处理。
5.储存和使用:硅烷偶联剂在储存和使用过程中需要注意防潮、密封和避免高温。
一般应存放在阴凉干燥处,避免与空气中的水分接触。
而按照应用领域的不同,硅烷偶联剂的使用方法还有一些特别的要点:1.对于涂料,硅烷偶联剂可以用作附着力促进剂。
在一般的处理方法后,与涂料配方中的颜料、填料和树脂一起混合使用,提高涂层与底材之间的粘结性能。
2.对于塑料,硅烷偶联剂可以作为改性剂。
一般是将硅烷偶联剂与塑料原料一同加入到挤出机或注塑机中进行加工。
硅烷偶联剂会与塑料颗粒发生反应,在塑料表面形成一层致密的硅氧化物覆盖层,提高塑料的强度、硬度和耐热性能。
3.对于橡胶,硅烷偶联剂可以作为增强剂。
硅烷偶联剂与填充剂如炭黑颗粒反应生成硅氧化物覆盖层,提高填充剂与橡胶的相容性和分散性,从而改善橡胶的拉伸性能、耐磨性和耐候性。
4.对于纺织品,硅烷偶联剂可以作为阻燃剂。
硅烷偶联剂可以通过反应或吸附等方式降低纺织品的可燃性,提高纤维的防火性能,延缓燃烧速度,减少烟雾和有害气体的产生。
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。