白炭黑的應(yīng)用和改進(jìn)

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　　與具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充物相比，胎面膠中含有沉淀法白炭黑可改善其抗裂口增長(zhǎng)性及撕裂強(qiáng)度。與其他橡膠比較，白炭黑可以相對(duì)容易和迅速地與環(huán)氧化天然橡膠（ENR）混合。且產(chǎn)物的增強(qiáng)效果也最好。在含有ENR的膠料中，白炭黑的增強(qiáng)效果和炭黑N330相似。在SBR/BR共混體系中加入沉淀法白炭黑制成的乘用車(chē)胎面膠的滾動(dòng)阻力減少50 ,而干、濕牽引性沒(méi)有明顯的改變。Evans等介紹了一種超高增強(qiáng)沉淀法白炭黑，這種白炭黑用于胎面膠有以下優(yōu)點(diǎn)：在不使用偶聯(lián)劑時(shí)，胎面膠的滾動(dòng)阻力降低而冰牽引性能提高；使用偶聯(lián)劑后可減少膠料的焦燒、硫化時(shí)間，改善其抗裂口增長(zhǎng)性，提高其扯斷伸長(zhǎng)率、硬度和300 定伸應(yīng)力，同時(shí)不影響炭黑。

　　雖然白炭黑與炭黑并用為輪胎胎面膠增強(qiáng)劑時(shí)能明顯改善膠料的撕裂強(qiáng)度，且能抑制胎面膠老化龜裂，防止胎面產(chǎn)生裂口裂紋，但是這種膠料的耐磨性稍差，扯斷變形較大，生熱大實(shí)際使用過(guò)程中，白炭黑必須經(jīng)改性后才能彌補(bǔ)膠料性能的不足。與炭黑相比，白炭黑表面有一層均勻的硅氧烷和硅烷醇基，硅烷醇基的存在使白炭黑表面易于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，這使白炭黑表面可相對(duì)容易地進(jìn)行改性 常用于白炭黑表面處理的偶聯(lián)劑是雙（3一三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫烷（TESPT），這種有機(jī)硅烷可與橡膠及填料反應(yīng)，在填料和聚合物分子間引入共價(jià)鍵，從而改善聚合物與填料間的作用。研究發(fā)現(xiàn)，使用TESPT后，含2O份沉淀法白炭黑和4O份N332炭黑的膠料可使?jié)L動(dòng)阻力降低，而胎面膠的磨耗性能和濕牽引性能改變很小。

　　硫代磷酰基有機(jī)物可以和白炭黑發(fā)生反應(yīng)，在白炭黑填充的NR中產(chǎn)生異丙醇，從而形成白炭黑和橡膠的分子橋（Si⋯O—P），此行為類(lèi)似于硅烷偶聯(lián)劑。通過(guò)優(yōu)化白炭黑用量和硫代磷酰基有機(jī)物的濃度，可以得到物理機(jī)械性能較佳的硫化膠。Ou等研究了烷基化白炭黑對(duì)橡膠的增強(qiáng)效果，發(fā)現(xiàn)白炭黑烷基化后，試樣中鍵合橡膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，但是烷基化后提高了白炭黑和橡膠基質(zhì)的相容性。使白炭黑更容易在NR和SBR中分散，所得硫化物具有更低的滯后損失。但是，烷基化后白炭黑的增強(qiáng)效果明顯減弱，這是因?yàn)榫酆衔锱c填料之間，以及填料與填料之間的相互作用減弱所致。

　　白炭黑的表面能隨著改性而極大地下降。能量分布函數(shù)顯示，未改性前是各向異性，改性后各向異性程度明顯減小。