讲讲高分散性白炭黑在轮胎中的作用
山东祥润新材料有限公司主营白炭黑、消光粉、玻镁板防火板和超细二氧化硅等产品,生产的白炭黑纯度高,消光粉消光性能好,玻镁板防火板、超细二氧化硅品质优良,价格公道!下面就来讲讲高分散性白炭黑在轮胎中的作用。
1.吸附作用
白炭黑在橡胶中会有一种附加的吸附,首先是白炭黑表面羟基的吸附作用,另外是小孔隙引起的对小分子助剂的吸附。这两种作用(化学作用与物理作用)结合在一起,减少了橡胶基体中促进剂的活性浓度,从而降低了硫化速度和橡胶网络的交联度。因此,相对于炭黑配方,白炭黑配方中需要在基本配方的基础上增加硬脂酸和促进剂。如果不需要高的补强性和较低的门尼粘度,上述调整即可达到良好的硫化特性,而在物理性能方面,扯断伸长率和抗撕裂性变好。若要达到更优异的补强性和优化所有性能,则需在配方中增加一定量的偶联剂,因为它可以使弹性体和白炭黑分子间真正形成牢固的结合,同时由于填料和橡胶间没有了相对滑移,可以获得较低的滞后性能。
研究发现,使用白炭黑取代炭黑,可以有效降低胶料的潘恩效应以及高温下损耗角正切tanδ,进而改善轮胎的滚动阻力。而使用全白炭黑的胎面胶料,可降低20%的滚动阻力及约50%的胎面滞后性能,从而节约3%以上的燃油。
2.高分散性
白炭黑的结构特点决定了其分散性。在轮胎胎面胶配方中,普通白炭黑由于分散性的限制,使用比例很难超过50%(白炭黑/填料),而且耐磨性相对炭黑有所下降,这就限制了轮胎性能的进一步提高。
罗地亚专利技术的高分散性白炭黑系列产品的推出,使得用白炭黑制造高性能轮胎成为了可能。通过添加高比例白炭黑(>50%),轮胎的各项性能都有显著的提高。特别是在轮胎的主要参数,如耐磨耗性、湿牵引力和滚动阻力的平衡性方面取得了重大突破。对于耐磨耗性和湿牵引力的改善,一方面是由于填料的高分散性使橡胶基体获得更好的补强效果,另一方面由于特殊聚合体(常用溶聚丁苯橡胶)和白炭黑/偶联剂体系的应用提高了低温下的tanδ。
通过三个胶料试验,我们比较了炭黑、普通白炭黑和高分散性白炭黑在轮胎中的表现。与炭黑相比,虽然普通白炭黑在抗湿滑性和滚动阻力方面有了很大提高,但是其加工性和磨耗性能明显下降。而高分散性白炭黑的引入,不仅保持了白炭黑优异的滚动阻力和抗湿滑性,而且改善了白炭黑胶料的磨耗和加工性能,达到或接近炭黑的水平,进一步提高了轮胎的综合性能。
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。