沉淀法白炭黑化学指标与胶料物理性能的关系2

白炭黑比表面积对胶料静态物理性能的影响主要体现在邵尔硬度、定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率和压缩永久变形上。  因为, 白炭黑与胶料形成的混合体系中,两种网络结构共同决定着对硫化胶的补强效果:一是白炭黑填料-填料间的相互作用; 另一个是白炭黑填料-聚合物分子间的相互作用。 当整个体系处于低应变场合时, 白炭黑填料间的相互作用 占主导地位; 当处于高应变场合时, 聚合物分子与填料的相互作用成为主要因素。 随着白炭黑比表面积增大, 聚合物与填料的相互作用增强,使得邵尔硬度、定伸应力和拉伸强度与比表面积呈正相关变化。但在高应变场合下,白炭黑填料间的网络被破坏,这种破坏不容易恢复,胶料的物理性能上则表现出来扯断伸长率大,永久变形大[2]。

沉淀法白炭黑比表面积对胶料动态物理性能的影响是随着绿色轮胎的发展而被逐步认知的。 大量的研究结果表明:高比表面积的白炭黑具有较高的表面自由能,在混合体系中重组自聚的倾向增大,难于分散,生热大。 表现在胶料的物理性能上即60℃tanδ高, 0℃tanδ低, 60℃复数模量 E★低。这 3 个指标是衡量轮胎胎面胶动态综合性能的关键性指标。

60 ℃tanδ值被公认为是轮胎滚动阻力的量度, 它与生热值呈正相关变化。 BLUME A等给出了不同比表面积下60℃tanδ与生热的关系(图2)[1]。而 0℃tanδ和60℃复数模量 E★分别与湿路面牵引力和耐磨性能相关。 在绿色轮胎的发展过程中, 作为补强填料的沉淀法白炭黑经历了两个阶段的演变,即比表面积从传统的190～210 m2/g难分散产品降至比表面积为160～180 m2/g的易分散( EDS)