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白炭黑分散剂的认识

作者:厚洹 来源:厚洹化学 时间:2017-09-15 15:29:04 次数:

    近年来,随着“绿色轮胎”的出现和推广,白炭黑在轮胎中的应用大幅度增加。通常为了兼得抗湿滑性和低滚动阻力,在轮胎胎面胶配方中比较多地采用炭黑/白炭黑并用( 附带添加一定数量的偶联剂Si69) 的措施。但是与常用炭黑相比,白炭黑因为粒径更小,自聚、结团倾向有过之而无不及,因此,白炭黑分散不佳的问题在这一应用领域十分突出。而白炭黑分散剂正是解决上述问题、满足这方面需要的专用炭黑分散剂
炭黑分散剂
    白炭黑分散剂的使用效果可以大致归纳为以下几方面。
1. 混炼加工
综合了三项优势:首先混炼的能耗比空白对比胶料( 即不使用分散剂,但其他条件完全相同) 低20% 以上,也低于对比胶料中进口的分散剂;第二,挤出速度比空白对比胶料快50%;第三,门尼黏度比空白对比胶料低8 个门尼单位,其总的表现为低能耗、效率高。

2. 硫化
焦烧时间与空白对比胶料基本相等,而硫化速度则有所提高。

3. 提高白炭黑分散度
可明显减轻白炭黑在胶料中的分散难度。具体表现为结团点大幅度减少,凝胶现象也明显降低。白炭黑与橡胶的接触面积增加,补强效果得到显著改善。

4. 物理性能
与空白对比胶料相比,以丁苯橡胶作为对比试验的主体材料,结果基本相当(见表1)。
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5. 动态力学性能在丁苯橡胶中加入分散剂HT,分别与添加进口白炭黑分散剂的胶料及空白对比胶料比较,结果如表2 所示。

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    由此可见,白炭黑分散剂添加到胎面胶中后,完全符合绿色轮胎的两项主要性能( 高抗滑、低滚动阻力)要求。

    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、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶,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。
橡胶补强剂由于颗粒细、表面活性大,在炼胶过程中容易产生不同程度的自聚结团倾向。炭黑如此,白炭黑也不例外。粒子颗粒愈细、补强效果越好的品种,往往其结团倾向也愈加严重,分散效果也愈差,这几乎已经成为带有规律性的现象。究其原因,不仅仅是因为粒子细,表面能大,容易产生自聚;高补强性还来源于大量存在于表面的活性基团( 羟基),这些基团的表面活性大,倾向于彼此集聚,导致难以分散。这种现象的存在,不仅加大了炼胶作业的难度,而且白炭黑中的某些活性基团往往还会减弱胶料中偶联剂的作用,从而影响所得胶料的性能,而克服此类问题的最佳对策是配合特定的专用白炭黑
分散剂。

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