加工助劑在白炭黑胎面膠中地應(yīng)用

加工助劑在白炭黑胎面膠中的應(yīng)用潘廣麗1,董彩麗1,于國鴻1,滿輝剛2,范汝良2(1山東成山輪胎股份有限公司,山東榮成264300;2萊茵化學(xué)(青島)有限公司,山東青島266043)新一代轎車輪胎胎面膠中含有溶聚丁苯橡膠(,,,,)和,,,并添加高活性白炭黑和偶聯(lián)劑,在降低輪胎滾動阻力的同時,可提高輪胎的抗?jié)窕阅芎投臼褂眯阅?。近年?國外輪胎公司加快了在這方面的研究與開發(fā)步伐,并對這一技術(shù)冠以不同名稱,如米其林公司的“綠色輪胎”,大陸公司的“白炭黑技術(shù)”和固特異公司的“新膠料技術(shù)”。這種新型白炭黑胎面膠生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵是聚合物技術(shù)和填料/偶聯(lián)劑體系。,,,,,,,,,首先提出“集成橡膠”的概念,將輪胎生產(chǎn)工藝與高分子化學(xué)結(jié)合起來。曾有專利[1]指出,以白炭黑或炭黑/白炭黑與硅烷偶聯(lián)劑的混合物為主的補(bǔ)強(qiáng)體系對輪胎性能有很大的影響。德國,,,,,,,,公司以此為基礎(chǔ)推出了被稱為“藍(lán)色輪胎”的冬用輪胎,但由于膠料的擠出和模壓都很困難,1976年該公司不得不停止生產(chǎn)這種輪胎。萊茵化學(xué)(青島)有限公司開發(fā)出加工助劑萊茵塑分,,和,,,它們的相對分子質(zhì)量分布都是專門為白炭黑膠料而設(shè)計的。本工作研究這兩種加工助劑在白炭黑胎面膠中的應(yīng)用效果。1實(shí)驗(yàn)1.1原材料,-,,,,牌號,,,,,,,1955,25,苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)025,玻璃化溫度-20?,充油量26份;乳聚丁苯橡膠(,,,,),牌號,,,,,,,1500;,,,牌號,,,,,,23和,,24,德國拜耳公司產(chǎn)品。白炭黑,牌號,,,,,,,,,,3,比表面積為130,2?,-1,德國德固薩公司產(chǎn)品。萊茵塑分,,和,,,萊茵化學(xué)(青島)有限公司產(chǎn)品。其它原材料均為市售工業(yè)品。1.2試驗(yàn)配方(1),,,,/,,膠料,,,,88,,,(,,,,,,24)30,白炭黑70,炭黑,11010,硅烷偶聯(lián)劑,50,125,氧化鋅3,硬脂酸1,芳烴油20,防老劑,,1,防老劑40201.5,萊茵蠟6541.5,促進(jìn)劑,,1.5,促進(jìn)劑,2,硫黃1.5,萊茵塑分,,或,,5。(2),,,,/,,,,/,,膠料,,,,37,,,,,35,,,(,,,,,,23)35,白炭黑40,炭黑,22040,硅烷偶聯(lián)劑,,6962,防老劑40201.5,防老劑,,1.5,萊茵蠟6541.5,氧化鋅3,硬脂酸1,芳烴油8,硫黃1.5,促進(jìn)劑,,1.5,促進(jìn)劑,2.5,萊茵塑分,,變量。1.3主要設(shè)備與儀器,,,,,,,,密煉機(jī),德國法雷爾公司產(chǎn)品;,2000型電子拉力機(jī)和,,,2000型門尼粘度計,美國孟山都公司產(chǎn)品;,,,2000型硫化儀,美國埃邇法公司產(chǎn)品;,,,型動態(tài)粘彈譜儀,德國耐馳公司產(chǎn)品;,,,,,,,,,,678,型流變硫化儀,德國,,,,,,,公司產(chǎn)品。1.4混煉工藝混煉分三段進(jìn)行,具體過程如下。一段混煉在密煉機(jī)中進(jìn)行,加料順序?yàn)?生膠1,,,?炭黑、1/2白炭黑、1/2硅烷偶聯(lián)劑、氧化鋅、硬脂酸、萊茵塑分和芳烴油1,,,?1/2白炭黑、1/2硅烷偶聯(lián)劑、防老劑、萊茵蠟1,Highway1/2.Railtransportationandlandusethere...Big.Urbanrailtransitasalow-pollutionurbanpublictransporthasbecomeamajorpositivedevelopmentandconstructionofthecity'smaintransportinfrastructurethroughtheconstructionofurbanrailtransitwillhelpcurbrapidgrowthintrafficdemandandhelpreducethecorefrequency,,清掃壓砣?混煉2,,,?排膠(溫度低于130?),室溫下存放24,。二段混煉在密煉機(jī)中進(jìn)行,加料順序?yàn)?一段混煉膠2,,,?排膠(溫度低于130?),室溫下存放24,。三段混煉在,(,),160型開煉機(jī)中進(jìn)行,加料順序?yàn)?二段混煉膠、促進(jìn)劑、硫黃15,,,?下料(溫度低于110?)。1.5性能測試(1)采用流變硫化儀測試160?下膠料的擠出量和擠出速度。(2)硫化膠的物理性能按相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。(3)動態(tài)力學(xué)性能采用動態(tài)粘彈譜儀測試,測試條件為:頻率10,,,溫度范圍-50,+100?,升溫速率50??,,,-1,最大動態(tài)負(fù)荷4,,最大振幅60,,,測試溫度0和60?。2結(jié)果與討論2.1萊茵塑分,,和,,對,,,,/,,膠料性能的影響2.1.1加工性能白炭黑胎面膠的加工性能主要受其粘度的影響,而膠料的粘度又受剪切速率和硫化程度的制約:剪切速率增大,膠料的粘度急劇下降;硫化開始后膠料的粘度又迅速上升。德國,,,,,,,公司開發(fā)了一種特殊設(shè)備———流變硫化儀,它可測定白炭黑膠料在實(shí)際加工過程中的流動性能,提供膠料的流動和硫化性能參數(shù)[2],很適合用來研究加工助劑對白炭黑填充,,,,/,,膠料性能的影響。萊茵塑分,,和,,對,,,,/,,膠料加工性能的影響如表1所示。從表1可以看出,與空白試樣相比,加入萊茵塑分,,和,,膠料的門尼粘度有所下降,擠出量和擠出速度均有較大提高。可見,這兩種加工助劑對,,,,/,,膠料加工性能的改善效果十分顯著。2.1.2硫化特性萊茵塑分,,和,,對,,,,/,,膠料硫化特性的影響如表2所示。hintrafficdemandandhelpreducethecorefrequencyructionofthecity'smaintransportinfrastructurethroughtheconstructionofurbanrailtransitwillhelpcurbrapidgrowtpollutionurbanpublictransporthasbecomeamajorpositivedevelopmentandconst-Highway1/2.Railtransportationandlandusethere...Big.Urbanrailtransitasalow2從表2可以看出,在,,,,/,,膠料中加入萊茵塑分,,和,,,可使膠料的門尼焦燒時間和硫化速度有所延遲,同時可改善膠料的加工性能。2.1.3物理性能萊茵塑分,,和,,對,,,,/,,硫化膠物理性能的影響如表3所示。從表3可以看出,在,,,,/,,膠料中加入萊茵塑分,,,硫化膠的邵爾,型硬度和100%定伸應(yīng)力略有提高,300%定伸應(yīng)力和回彈值略有下降;而加入萊茵塑分,,,硫化膠的邵爾,型硬度、定伸應(yīng)力和回彈值均略有下降。2.2萊茵塑分,,用量對,,,,/,,,,/,,膠料性能的影響2.2.1加工性能萊茵塑分,,用量對,,,,/,,,,/,,膠料加工性能的影響如表4所示。從表4可以看出,隨著萊茵塑分,,用量的增大,,,,,/,,,,/,,膠料的門尼粘度逐漸減小,擠出量和擠出速度(萊茵塑分,,用量為5份時除外)逐漸增大。這是由于萊茵塑分,,屬于內(nèi)潤滑劑,是一類可溶于橡膠的加elpreducethecorefrequencytructurethroughtheconstructionofurbanrailtransitwillhelpcurbrapidgrowthintrafficdemandandhpollutionurbanpublictransporthasbecomeamajorpositivedevelopmentandconstructionofthecity'smaintransportinfras-nrailtransitasalowHighway1/2.Railtransportationandlandusethere...Big.Urba3工助劑,類似于軟化劑,可使生膠溶脹,減小橡膠大分子鏈的內(nèi)聚力,減輕內(nèi)摩擦,在剪切應(yīng)力的作用下,聚合物分子鏈通過加工助劑的作用而變短,因此可降低膠料的門尼粘度。當(dāng)萊茵塑分,,用量為4份時,膠料的擠出量增大962%,擠出速度提高654%,可見萊茵塑分,,對,,,,/,,,,/,,膠料加工性能的改善效果十分明顯。2.2.2硫化特性萊茵塑分,,用量對,,,,/,,,,/,,膠料硫化特性的影響如表5所示。從表5可以看出,萊茵塑分,,用量對,,,,/,,,,/,,膠料的門尼焦燒時間影響不大,說明萊茵塑分,,對混煉膠的操作安全性并無影響。隨著萊茵塑分,,用量的增大,,,,,/,,,,/,,膠料的,90-,10略有延長,,,-,,值略有增大(萊茵塑分,,用量為5份時除外)。2.2.3物理性能,,,/,,硫化膠物理性能的影響如表6所示。萊茵塑分,,用量對,,,,/,從表6可以看出,在,,,,/,,,,/,,膠料中加入萊茵塑分,,,硫化膠的100%定伸應(yīng)力略有增大,當(dāng)加入2份萊茵塑分,,,硫化膠的300%定伸應(yīng)力最大,拉斷伸長率與空白試樣相當(dāng)。加入萊茵塑分,,還可改善膠料的耐熱老化性能。hintrafficdemandandhelpreducethecorefrequencyructionofthecity'smaintransportinfrastructurethroughtheconstructionofurbanrailtransitwillhelpcurbrapidgrowtpollutionurbanpublictransporthasbecomeamajorpositivedevelopmentandconst-Highway1/2.Railtransportationandlandusethere...Big.Urbanrailtransitasalow42.2.4動態(tài)力學(xué)性能萊茵塑分,,用量對,,,,/,,,,/,,硫化膠動態(tài)力學(xué)性能的影響如表7所示。δ值明顯增大,說明,,,,/,,從表7可以看出,溫度為0?時,加入1,4份萊茵塑分,,硫化膠的,,,,,/,,硫化膠的抗?jié)窕阅苡兴岣?溫度為60?時,加入4,5份萊茵塑分,,硫化膠的,,,δ值略有減小,說明,,,,/,,,,/,,硫化膠的滾動阻力有所下降?？梢?當(dāng)萊茵塑分,,用量為4份時硫化膠的動態(tài)力學(xué)性能最佳。3結(jié)論(1)在,,,,/,,白炭黑胎面膠中加入萊茵塑分,,和,,,可以降低膠料的門尼粘度,提高膠料的擠出量和擠出速度,明顯改善膠料的加工性能,但對硫化膠的物理性能影響不大。(2)在,,,,/,,,,/,,白炭黑胎面膠中加入萊茵塑分,,,可以降低膠料的門尼粘度,提高膠料的擠出量和擠出速度及硫化膠的定伸應(yīng)力,改善硫化膠的耐熱老化性能。萊茵塑分,,用量為4份時,,,,,/,,,,/,,硫化膠的動態(tài)力學(xué)性能最佳。參考文獻(xiàn):[1],,,,,,,,,,,,,,,,[,],,,,,,,:,,,335726,19730510[2],,;,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,[,],,,,;,:,,0051227,1,19950725elpreducethecorefrequencytructurethroughtheconstructionofurbanrailtransitwill