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硅烷偶lian剂zai高填充白tanhei轮胎jiao料中的应yong

制备沉dian法白tanhei的工yiyou多zhong,li如水溶xing硅suan盐沉dian和硅suan钠溶ye与硫suan反应。白tanhei表面you硅烷和硅醇化xue官能团,硅醇或羟基基团是suanxing的。此外,you于这zhong填料表面是极xing和亲水的,yin此觴ing苛业奈點haoxing。dang白tanheiyong于轮胎,乃至任he橡jiao謕o肥,上shu独特的xing能dai来liao无数的问题。li如,dang添加大量白tanhei时,jiao料粘度大幅度升高,给jiao料加工xing能zaochengliao不良影响,而且huai会zaocheng加工设备过度磨损。you关研jiu表明,向NRjiao料中添加大量的tanhei时,jiao料粘度上升可能主要归yin于白tanhei与白tanhei之间强烈的相互作yong。此外,suanxing的白tanhei延迟liao硫黄硫化体系的硫化反应速度,延长liao硫化时间,降低liaojiaolian密度。为liao促jin白tanheizai橡jiao謕o分懈黦uang泛的应yong,必须排除这些加工问题。双官能you机硅烷是为yong于硫黄硫化体系而设计的。这类材料加入配方中,youzhu于通过减弱白tanhei与白tanhei之间的相互作yong,降低jiao料粘度,通过防止suanxing白tanhei干rao硫黄硫化体系反应机理改善硫化xing能。双(3 三 yi氧基硅丙基 )si硫烷(TESPT),也chen作Si69偶lian剂,是适yong于硫黄硫化体系的硅烷。本研jiu的目的是考cha逐jian加大配方中TESPT硅烷yong量对某些含高填充量白tanheiNRjiao料门尼粘度和硫化xing能的影响。

1 原材料试验liao5zhong普通促jin剂/硫黄硫化jiao料(见表1)。这些jiao料中均含you60份沉dian法白tanheiUltrasilVN3,分bie含0,3,5,7和10份TESPT。使yong前白tanheizai18℃和相对湿度为76%的条件下停放8gexing期,含水率为5.7%,pH值为5.9,平均粒jing约为19nm。白tanheizai加入jiao料中之前,xianzaihuan境温度(23℃)下玻璃容qi中pen涂硅烷。使yong的橡絟e碳侗曜悸砝次餮牵危摇3鷍iao和填料外,huai添加liaoyi些配合剂(见表1)。



2 混炼混炼采yong具you对转啮合shi转子的肖氏Mark4型K1密炼机。zai本研jiu试验中,使yong水ling却系统将转子和混炼室的温度保持zai40℃。使yongChronosRichardsonSOW1000软件控制混炼条件和贮存数ju。混炼室容积为5.5L,制备试验jiao料的填充yin数为0.5。meizhongjiao料的混炼条件见表2,混炼过程中的温度与时间关系如图1所蔶in



3 jiao料xing能

  使yong单速旋转shi门尼粘度计测量liao100℃下jiao料的门尼粘度[ML(1+4)]。genju下shi计算liao焦烧时间ts2(转矩升至超过最低转矩2ge单wei所需的时间)和正硫化时间t95(达到95%最大转矩的时间),见图2。Mn=0.95(MH-ML)+MLshi中,Mn为与genju硫化quxian[图3(a)~(d)]测定的jiao料硫化95%时对应的新转矩读数,而硫化quxian是yong振荡圆盘硫化仪zai(140±2)℃,±3°摆角和1.7Hz条件下获得的。硫化速度指数与硫化quxian陡区硫化速度的平均斜率cheng正比,采yonggongshi100/(t95-ts2)计算。

  门尼粘度测量值和硫化仪试验所得的结guo如表3所蔶in

4 试验结guo

4.1 门尼粘度图4shi出liao门尼粘度与硅烷yong量的关系。dang硅烷yong量增大到7份时,jiao料粘度从234ge门尼单wei降至121ge门尼单wei。you趣的是dang硅烷yong量jinyibu增大到10份时,对粘度ji乎不再you影响,粘度基本上保持zai120ge门尼单wei左右。

4.2 焦烧和正硫化时间图5和6shi出liao焦烧时间ts2和正硫化时间t95与硅烷yong量的关系。

  dangjiao料中加入3份硅烷时,jiao料的焦烧时间从34min大幅度降至7.5min(见图5)。但是从图中可yi看出,dang硅烷yong量逐bu增大到10份时,焦烧时间xian著延长liao7min,达到14.4min。



添加和逐jian加大硅烷yong量对正硫化时间产生liao不同影响。dang硅烷yong量增大到7份时,硫化时间从178min大幅度下降到82min(见图6)。值得注意的是,硅烷yong量jinyibu增大到10份,硫化时间延长liao13min,达到95min。

4.3 硫化速度添加和加大硅烷yong量对jiao料硫化速度you类似影响。不加硅烷的jiao料硫化速度最man,硫化速度指数为0.69min-1(见图7)。但是,dang硅烷yong量增大到7份时,硫化速度指数从0.69min-1提高到1.43min-1。值得注意的是,dang硅烷yong量再增大3份达到10份时,jiao料的硫化速度会shaoshao放man,从1.43min-1降至1.24min-1。



5 结lun本研jiu试验结guo表明,dangzai含you60份沉dian法白tanheiUltrasilVN3的普通促jin剂/硫黄硫化体系NRjiao料中添加10份yi下TESPT时,对jiao料的粘度和硫化xing能youxian著影响。 dang60份白tanheijiao料中添加7份硅烷时,门尼粘度下降; dang60份白tanheijiao料中添加3份硅烷时,焦烧时间缩短,dang添加7份硅烷时,正硫化时间也缩短; dang60份白tanheijiao料中添加7份硅烷时,硫化速度加kuai。zai60份白tanheijiao料中仅添加7份you选硅烷可获得上shu主要you点,而再增大硅烷yong量不会you任he益处。值得注意的是,zai60份白tanheijiao料中使yong3份硅烷对焦烧时间影响最大。

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