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白炭黑在胎面膠中的應用

20世紀90年代以來隨著人們環境保護意識的不斷增強對降低汽車的耗油量、相應減少汽車尾氣的要求也不斷提高。在汽車的燃料能耗中約22為發動機的有效能其中與輪胎相關的能耗為6.6而滾動阻力在輪胎能耗中占有很大的比例因此降低輪胎的滾動阻力是改善燃料經濟性的一種方法″綠色輪胎″的概念也由此產生。由于改進胎面膠的性能對降低輪胎滾動阻力進而減少能耗最有效促使近年來對胎面膠的研究十分活躍其中白炭黑由于能降低輪胎的滾動阻力而得到廣泛關注。

試樣制備及性能測試 塑煉然后與和在開煉機上混煉并加入配合劑。用2000橡膠加工分析儀測定143℃下的硫化時間90并按90在平板硫化機上硫化停放后測定試樣的物理性能、磨耗性能和壓縮疲勞性能。在2000橡膠加工分析儀上將膠料按90硫化后冷卻至50℃再程序升溫至80℃記錄60℃時的δ值。

膠料硫化性能 

配方中炭黑和白炭黑的總量保持固定50份白炭黑用量逐漸增大。使用2000橡膠加工分析儀測定混煉膠的硫化曲線。白炭黑用量對硫化曲線的影響:可以看出隨著白炭黑用量的增大焦燒時間延長熱硫化期硫化曲線斜率減小,說明硫化起步延遲硫化速度減慢而到達平坦區的轉矩提高主要是由于白炭黑表面的硅氧烷和硅烷醇基團使白炭黑呈微酸性延遲硫化所致。

物理性能 

白炭黑用量對硫化膠物理性能的影響:隨白炭黑用量增大硫化膠扯斷伸長率和扯斷永久變形變化不大而拉伸強度、定伸應力和撕裂強度都呈下降趨勢這是由于炭黑和白炭黑的補強機理不同炭黑表面含有羧基、醌基、酚基和內酯基等含氧基團可與橡膠形成結合膠從而提高硫化膠強度。而白炭黑表面由于有均勻的硅氧烷和硅烷醇基團填料之間的相互作用力較大而橡膠與填充劑極性相差較大橡膠與填充劑的相互作用較弱表現出硫化膠強度較低。硫化膠的硬度隨白炭黑用量增大而提高則與白炭黑之間的相互作用力較大有關。

磨耗性能

硫化膠試樣阿克隆磨耗試驗:隨著白炭黑用量的變化硫化膠的阿克隆磨耗量在0.1790.2013之間變化并隨白炭黑用量增大而略呈現上升趨勢但變化不大說明白炭黑與炭黑磨耗性能作用相當。 

動態性能 

60℃時白炭黑用量對硫化膠δ值的影響:隨著白炭黑用量的增大硫化膠的δ值明顯下降且其變化與白炭黑用量呈線性關系其關系式如下: 0147-0001383 ,式中為硫化膠在60℃下的δ值為白炭黑用量。由于白炭黑膠料的效應比炭黑膠料高得多全白炭黑膠料在60℃下的δ值幾乎只有全炭黑膠料的一半說明白炭黑的應用可明顯改善硫化膠的滾動阻力。

結論 :用白炭黑部分或全部替代炭黑// 并用膠各項性能變化如下: 

1并用膠的硫化時間隨白炭黑用量的增大而延長且焦燒時間10和正硫化時間90均與白炭黑用量呈線性關系 

2并用膠的綜合物理性能隨白炭黑用量的增大而略有下降 

3并用膠的磨耗性能隨白炭黑用量增大而略呈現上升趨勢 

4并用膠的壓縮疲勞溫升隨白炭黑用量增大而明顯下降而壓縮永久變形基本保持不變 

5并用膠在60℃下的δ值隨白炭黑用量增大而呈線性下降表明硫化膠的滾動阻力顯著降低。

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