纳米活性氧化锌在翻胎行业的应用

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氧化锌是现用胶料中不可缺少的一种无机活性剂。它能加快硫化速度，提高硫化程度。既是活性剂又是补强导热剂。而氧化锌的价格爆涨，仅含量99.5%的普通氧化锌售价高达25000元/吨。协会为了帮助企业降低成本，特责成所属四川省轮胎翻修与利用技术研究所，开发研究代用品。我所先后作了多种活性氧化锌研究试验，均不够理想，唯有纳米活性氧化锌取得较为满意的效果。

1、试验情况

我们选间接法氧化锌优级品氧化锌含量为99.7%为对比样，探讨纳米活性氧化锌（Nano—zno）的基本性能及其在翻胎胶料中的应用。

1.1原材料

间接法氧化锌优级品柳州产芭蕉牌；台湾陆昌化工公司产活性氧化锌C—30；纳米活性氧化锌（Nano—zno），由四川省方兴橡胶轮胎有限公司提供；NR：SCR云南东风农场产； BR9000（顺丁胶）、SBR1712（丁苯胶）SMR20（马来西亚产20#标胶）。其余均为市售工业品。

1.2试验基本配方

1#缓冲胶对比试验基本配方：SMR.20 100、不溶性硫磺（1S ）2.6、氧化锌（Zno） 6、硬脂酸（SA ）2、促进剂1.2、防老剂3.5、补强填充剂35、操作助剂6、增塑剂2、防焦剂0.2、三乙醇胺1

对比配方不同之处只是选用纳米氧化锌（Nano—zno）代替普通氧化锌（含氧化锌99.7%的优级品），其用量由6份减少为4.5份。

2#翻胎胎面胶配方：橡胶（NR/BR/SBR）100；硫磺（S ）1.6；活性氧化锌（M—Zno ）3；硬脂酸（SA）3；促进剂 1.4；防老剂4；补强剂 55；软化剂 10。

对比配方：只是改用纳米活性氧化锌（Nano—zno）代替活性M—Zno，用量一样（3份）。

1.3试料的制备

胶料是在开炼机（XK—160）上，按常规工艺混炼，在25T平板硫化机上硫化。硫化条件为：缓冲胶142℃×15min；胎面胶142℃×30min.

1.4胶料的物理机械性能

我们将制备的胶料在XL—2500A型拉力机上，作了常规测试，现将测试结果表如下：

各种胶料的物理性能对表

表一

胶料 指标 项目	1#缓冲胶配方		2#胎面胶配方
	Zno99.7%	Nano— Zno	活性M—Zno	纳米Nano—Zno
硬度（部A）度	55	54	62	62
300%定伸应力，Mpa	7.18	5.19	6.2	7.4
拉伸强度，Mpa	23.54	24.64	15.3	14.4
拉断伸长率%	585	655	560	470
拉断 %	32	28	20	16
磨耗cm3/1.61kn	—	—	0.160	0.164

从表中可看出，用纳米活性氧化锌来代替普通氧化锌，以及较好的活性氧化锌比较，其物理机械性能很相近，而纳米氧化锌的用量仅为普通氧化锌的3/4—1/3。这说明纳米氧化锌的活性比普通氧化锌要强。

2、结果分析

氧化锌一直是一种最重要，应用量广泛的无机活性剂。纳米氧化锌（Nano—zno）是替代现用氧化锌的新一代产品。为了更好认识和了解这一新产品，我们必须了解什么是纳米？和纳米氧化锌它的特性是什么？对胶料的性能有什么影响等。

2.1什么是纳米和纳米氧化锌

所谓纳米（nm），是用来衡量颗粒细度粒径的一种长度单位。1纳米（nm）等于10-9米（m）。因为计算长度单位：从米（m）到毫米（mm）各位数是按10进10退定名（即1米=10分米=100厘米=1000毫米）。从毫米（mm）以下，都是1000进，1000退定名（即1mm=1000Mm=1000000nm），所以1nm相当10-9m。

凡是能称为纳米材料的颗粒细度的粒径，一般都在1—100nm之间。我们试验用这种纳米氧化锌，其颗粒的粒径都小于或等于50nm（≤50nm0）。

2.2纳米氧化锌（Nano—zno）的特性

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为了更好了解纳米氧化锌的特点，现将纳米氧化锌与活性氧化锌，以及普通氧化锌的物性列表如下：

纳米、活性、普通氧化锌物性对比

表二

品种 指标 项目	纳米氧化锌 Pano—Zno	活性氧化锌 M—Zno	普通氧化锌 Zno
氧化锌含量%	92—95	90—95	99.7
比 重	4.8	5.5	5.6
比表面积㎡/g	20—120	30—50	3—5㎡/g
重金属铅含量%	≤0.002	≤0.01	——
颗粒细度nm	≤50	≤100	100—270
PH值	9—10	7	7
外 " ?( H( ]% V1 g" M# Q观	白色粉末	白色粉末	白色粉末

从表二中看纳米氧化锌与普通间接氧化锌比，主要特点：比重小，粒径≤50nm比普通氧化小10多倍，而比表面增大十多倍。正因纳米氧化锌粒子细，表面积大。因此表面能很高，表面原子配位不足，增强了表面效应，量子尺寸效应，宏观隧道效应等。使氧化锌与其反应物的接触界面大，反应的机遇就多；纳米氧化锌粒子细而松散，内扩散阻力小，隧道效应强，粒子内部的氧化锌在反应中转化率高。因此，用量减少还能达到一定的硫化深度，本产品用量仅为普通氧化锌的3/4—1/3就可获得较好的物理机械性能。

纳米氧化锌，可提高胶料的导热性、耐磨性，抗撕裂性和延长焦烧时间。氧化锌是高导热性，高热容量物质，它的导热性是炭黑的2.5部是橡胶的5倍，由于纳米氧化锌粒子细、扩散阻力小，隧道效应强，导热性更好，有利焦延长焦烧时间。同时由于表面积大，活性大与接触界面化学反应强，因此补强性好，胶料的强力高，耐磨性，抗撕裂性也高。

3、结论

（1）纳米氧化锌的粒径小，表面积大，活性高，是一种用作活化、补强、导热的一代新产品。用于胶料中可提高导热性、耐磨性、抗撕裂性。完全可替代普通氧化锌用。

（2）改用纳米氧化锌，其用量仅为普通氧化锌的80—70%（建议用普通氧化锌的75%）。

（3）纳米活性氧化锌价格低廉。据四川省方兴橡胶轮胎有限公司介绍，台湾永恒化工集团生产的纳米活性氧化锌售价为13500元/吨，相比普通氧化锌99.7%（27000元/吨），含量99.5%（25000元/吨）分别低13500或11500元，相比台湾陆昌化工生产的活性氧化锌C—30约低6000多元。

（4）纳米氧化锌活性高、性能好，价格低廉，可为各翻胎企业业降低成本。目前我所已在四川省的成都市簇桥翻胎厂和新都三益翻胎有限公司两个企业试验，均取得较满意效果，它是值得推广使用的一代新产品。
* ~  {& T4 j7 U$ B% r& n. V

Hmilyjun

楼主不是在买广告吧，现在关于纳米氧化锌的宣传太多了，我知道的就有山东新亚兴的，陕西中科的，好像还有台湾艾利美锌，台胜的等等，真的每家厂都能做到纳米级嘛，纳米氧化锌真的有这么好嘛，纳米级别的颗粒，分散还是一个大问题的呢，而且现在市场上销售的很多氧化锌还掺假呢，而且比较难检验出来，各位胶友要慎重使用啊，尤其是现在材料价格疯涨，材料的质量更要十分注意！！！

haoweigang

不管是广告还是什么
- ?8 F0 o# ?! {学习知识才是最重要的

shuige1688

/ d* O$ Z& _& F. }" h据本人目前接触到的轮胎橡胶配方中，几乎全部是使用的间接法普通氧化锌，包括翻胎胶料也是用的普通氧化锌，楼主所言是否属实，有待进一步验证和证实啊，不过给了我们学习和提高认识的机会，谢谢楼主！

>>>   2008-10-31 15:26 补充以下内容


. K& w  Y" g5 o6 e: E! e据本人目前接触到的轮胎橡胶配方中，几乎全部是使用的间接法普通氧化锌，包括翻胎胶料也是用的普通氧化锌，楼主所言是否属实，有待进一步验证和证实啊，不过给了我们学习和提高认识的机会，谢谢楼主！