硅烷偶聯(lián)劑對(duì)白炭黑補(bǔ)強(qiáng)天然橡膠形態(tài)的影響

王進(jìn)文 編譯

（西北橡膠塑料研究設(shè)計(jì)院有限公司, 陜西 咸陽 712023）

硅烷偶聯(lián)劑對(duì)白炭黑補(bǔ)強(qiáng)天然橡膠形態(tài)的影響

王進(jìn)文 編譯

（西北橡膠塑料研究設(shè)計(jì)院有限公司, 陜西 咸陽 712023）

填料-橡膠相互作用是橡膠補(bǔ)強(qiáng)的關(guān)鍵參數(shù)。研究了含或不含硅烷雙（三乙氧基硅丙基）四硫烷(TESPT)的條件下，白炭黑補(bǔ)強(qiáng)天然橡膠（NR）的形態(tài)。用原子力顯微鏡(AFM)觀察到，使用TESPT時(shí)，白炭黑在NR中的微分散獲得改善。采用基于透射電子顯微鏡（TEM）的網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)研究了NR中白炭黑-橡膠的相互作用。TESPT增強(qiáng)了填料-橡膠結(jié)合，阻止了空洞的形成。

天然橡膠；白炭黑；偶聯(lián)劑；TEM；AFM

0 前 言

近年來,白炭黑成為輪胎胎面膠料傳統(tǒng)炭黑填料的首選替代品,使用白炭黑可大幅降低輪胎的滾動(dòng)阻力。但是,由于白炭黑具有強(qiáng)極性和親水性,所以與NR等極性橡膠不相容。因此,需要使用雙官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑[如雙（三乙氧基硅丙基）四硫烷（TESPT）]在白炭黑表面與橡膠鏈之間產(chǎn)生化學(xué)連接,納米填料可增強(qiáng)填料-橡膠的相互作用。

隨著補(bǔ)強(qiáng)填料用量的增大,橡膠動(dòng)態(tài)模量增大。填料對(duì)橡膠模量的貢獻(xiàn)可分為兩部分∶應(yīng)變依賴部分和非應(yīng)變依賴部分。填料-填料相互作用可提高應(yīng)變依賴模量。隨著應(yīng)變?cè)龃?模量下降,即所謂的“Payne效應(yīng)”∶由于填料網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了部分可逆破壞,模量的應(yīng)變?nèi)Q于填料-橡膠相互作用、交聯(lián)橡膠網(wǎng)絡(luò)與填料流體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的綜合作用結(jié)果（如圖1所示）。填料-填料和填料-橡膠相互作用是兩個(gè)部分競(jìng)爭(zhēng)的過程。……