胎面胶，配合剂研究

胶大

NR／BR／SBR共混胎面胶用均匀分散剂
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" `! @, d' w( k5 A均匀分散剂作为一种新型的橡胶加工助剂，可在不影响胶料力学性能和硫化性能的前提下，促进各胶种间快速均匀混台，并且提高炭黑等填料的分散性，改善共混物的加工性能，对橡胶工业连续高效生产过程的实现具有重要意义 。但是，由于目前国内还没有均匀分散剂产品，这样给橡胶生产厂带来许多困难。随着我国汽车工业的发展，对轮胎的产品质量和制造工艺有了更高的要求。按照轮胎的使用条件，胎面胶对于胶料的耐磨性、回弹性、拉伸强度、撕裂强度、抗湿滑性、耐寒性和耐老化性能等都有很高的要求 因此，在胎面胶配方中生胶体系多采用天然橡胶(NR)与顺丁橡胶(BR)及丁苯橡胶(SBR)并用的方式。由于三者在分子链结构和活动能力上存在差异，并用时混台效果差，加工性能不好，生产中通常先将NR塑炼到粘度接近于BR或SBR的水平后再行掺台，这样做既浪费能源又不利于生产效率的提高为此，本工作研究出适合于此三者并用体系的均匀分散剂，来改善胶料的混合效果和加工性能，以适应轮胎业优质高效的发展方向。
; r: }$ G- g- T- y4 o: U1 实验部分
1．1 原材料
     NR为马来西亚RSS 20 烟片胶。BR 9000为北京燕山石油化工股份有限公司合成橡胶厂产品。SBR 1500为吉林化学工业公司产品。炭黑N234为天津炭黑厂产品。均匀分散剂Mediaplast 40(以下简称M 4O)为德国Kettlitz公司产品。其他原材料均为市售品。
1．2 混炼胶配方
) e! l5 X2 ~; D) ?+ p7 _- g实验中采用的NR／BR／SBR质量比为50／40／10，以橡胶100份计，炭黑填充量为55份，均匀分散剂用量为3份，其他配合剂适量。
* k5 m; d7 V9 p' U$ |1．3 均匀分散剂的制备工艺
将各种原材料按照配比称量后放人搅拌器内掺混，加热至90 呈熔融状态，搅拌均匀后出料，冷却造粒。
$ T" D7 J' H6 Y# C4 k1．4 性能测试
    硫化胶性能 硫化胶物理机械性能的测试按相关国家标准进行。动态力学性能包括弹性模量(E )及力学损耗角正切(tanδ)均采用美国M0nsant0公司MDR-2000型硫化测试仪测定，测试条件为：151℃ ，0．5。，1．91 r／min。
   混炼肢的加工性能采用美国Monsanto公司MV一2000型加工性能试验机测试密炼机混炼后胶料的门尼粘度及应力弛豫。测试条件：100℃预热1 min，转子转动4min，弛豫60 S。混炼胶弛豫可表示为：ML=Kt（α） ，式中： ML为门尼粘度； 、t为转子停止转动后的弛豫时问；K、α为相关的弛豫系数。对上式两边取对数后线性回归可求出α及lgKc共混物相态结构 将共混物进行常温切片，用4％ 的KMnO,酸性溶液单面染色后采用光学显微镜法观察共混物的相态结构，切片厚度约为0．1 mm。混炼胶炭黑分散性采用透射电子显微镜法(TEM)观察混炼胶中炭黑分散的状况。试样为超薄冷冻切片。硫化胶抗张积老化系数(西) 该值为 ／z-，其中z 为老化前的抗张积， 为老化后的抗张积。
* _' L' i9 C6 e# Y# J+ |4 B. {2 结果与讨论
2．1 均匀分散剂的研制
     根据聚合物共混理论，均匀分散剂中各组分应该与各胶种问具有良好的相容性，能充分渗透到不同的橡胶分子中，调整其聚集态结构，降低胶种间的界面张力，同时还要求其对炭黑等填料有良好的润湿、分散效果。
     参考国外同类产品的结构特性，选用多种相关的化工试剂，测试其对共混体系的作用效果，在大量试验基础上，确定了所研究均匀分散剂的组成。其中，能起到促进各胶种混合均匀的组分主要为：脂肪烃树脂、芳香烃树脂和不饱和醇酸酯。由于树脂中含有直链烷烃及少量不饱和烃类，与NR，BR都具有较高的相容性，同时树脂中的芳香烃类物质与SBR的相容性好，并可增加各胶种间的粘接性，保证胶料共混时的剪切力。不饱和醇酸酯分子中存在长链双键，与几种橡胶之问有一定的相容性，可渗入橡胶相内部，起到内润滑的作用，特别是它本身含有少量羟羧基，与NR的蛋白质类物质可发生化学吸附作用，降低NR的粘度，同时它还能够降低树脂的软化点，使其能在开炼机上混炼时处于熔融状态 通过实验发现，不饱和醇酸酯的作用相当于内润滑剂，可以提高降粘效果，在橡胶混合时渗透速度较快，能促进不同胶种间充分混合，但当其超过一定用量后，就会对胶料的混合产生不良影响，并可造成炭黑分散程度的显著下降。改变树脂混合物中各组分的用量对胶料的流变性能、物理机械性能、相态结构及胶相间的界面张力都有较大影响 当各组分达到最佳配比时，能大幅度降低NR的表面张力，使其与BR及SBR间的分子扩散作用增大，共混物的相态均匀性较好，硫化胶物理机械性能的整体水平提高，胶料的流动性也有所改善。同时确定不饱和脂肪酸、长链烷醇和皂类化合物为所研制均匀分散剂中促进填料分散的组分。通过正交设计确定了脂肪烃树脂、芳香烃树脂、不饱和醇酸酯及分散组分之间的最佳配比为3：3：1：3，由此制成均匀分散剂THD。
& H8 E6 R, U2 F2．2 均匀分散剂对NR／BR／SBR性能的影响
2．2．1 混炼胶的加工性能
     硫化性能通过实验测定了151℃ 时3种胶料的正硫化( )和硫化速度(见表1)。表中数据表明，M 40和THD均使胶料的焦烧(t90)略有延长，增加了胶料的操作安全性，同时胶料的硫化速度稍有降低，但变化幅度(△t90)较小，不会对胶料的加工工艺造成影响。

      门尼粘度扣应力弛豫从图1可见，THD的降粘作用较好，这主要是因为它的多数组分与橡胶大分子问具有相容性，可渗透到橡胶分子中，减少了分子链问的缠结及相互作用，使胶料的粘度降低 相比之下，由于M 40中含有无机填料，所以其降粘效果稍差。
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2 [0 c9 c9 F( C" r      图1中BC段代表胶料停止剪切后的弛豫曲线，将BC段曲线转换成双对数坐标，并对其进行线性回归，可得到共混物的弛豫系数(见表2)。比较共混物的 和lgK可知，加人THD和M 4O可使胶料的a绝对值增大，lg 降低，即可使胶料的弛豫速度加快。从作用效果来看，THD和M 4O基本相当。

* B2 k* {, s. ?/ a, z+ T# F      混炼功率由图2可知，在混炼过程中，加入THD和M 40后胶料的转矩低于空白试样的，并可使胶料在纯胶共混和炭黑混炼阶段达到最大转矩的时间提前 这说明使用均匀分散剂可以促进胶料间的快速混合，缩短对炭黑的润湿和混入时间，提高共混物的混合、分散效果

* F# v, s: C6 J' Y  e( W* a  n      由图3可知，加入THD和M 4o胶料的温升明显低于空白试样，表明均匀分散剂在混炼过程中降低了胶料的粘度，使混炼胶摩擦生热得到控制，提高了胶料加工的安全性。M 40在纯胶共混阶段温升较高，这主要与其含有的无机填料在胶料中的摩擦生热有关。

& k9 f1 P9 v0 Y. |2．2，2 物理机械性能及动态力学性能
/ a/ _  E. O- _$ n1 Z* d      分别加入3份THD和M 40均匀分散剂后，硫化胶的拉伸强度变化不大，扯断伸长率有大幅度提高，撕裂强度和拉伸永久变形略有增加，回弹率略有下降，300％定伸应力有所下降，但下降幅度不大(见表3)。加入THD后，胶料的整体性能好于添加M 4O者，这与其胶料中炭黑分散度较高有关。
2 ?# h1 \% q7 M0 \/ k  ^8 f

  p& |- a# W! u% H  O! h" z6 i7 z' k      硫化过程中胶料的E'和tanδ随时间的变化如图4所示 未硫化时，加入均匀分散剂胶料的tanδ大，说明其塑性高，弹性弱，加工性能好；硫化后，加入均匀分散剂胶料的tδ有所增大，但增值不大，说明均匀分散剂在改善生胶加工性能的同时，对硫化胶的动态性能影响不大。
      从以上分析可知，均匀分散剂THD对硫化胶力学性能的影响不大，基本上与M 40相当，在撕裂强度和扯断伸长率等方面优于M 40。
# F3 f/ B2 ?: i) N- h( \9 p2．2．3 耐老化性能
    从表3所列的NR／BR／SBR硫化胶老化前后的物理机械性能可以看出，THD和M 40对橡胶的老化是有影响的。通过计算，空白试样的抗张积老化系数为0．73，加人THD和M 4O后硫化胶的抗张积老化系数分别为0．80和0．82。可见，均匀分散剂对橡胶的老化可起到一定的防护作用，使硫化胶的抗张积老化系数增大。关于均匀分散剂改善橡胶老化性能的作用机理还未有人进行过专门研究 我们认为，橡胶在各种外界因素影响下，经过氧化过程生成的主要产物为氢过氧化物：
4 u& f, N2 v0 S9 _9 W# U# u# DRO2· +RH— R00H +R ·
6 }7 h. m6 e+ ?3 R# q    氢过氧化物不断积聚增多，一旦达到临界值后便大量分解为各种自由基，并伴随着橡胶分子链的降解和交联等结构变化，生成的自由基继续反应，如此循环使得橡胶最终失去使用价值，而均匀分散剂中的脂肪酸和醇类物质可作为氢原子给予体，能捕捉自由基(RO2·)并与之结合生成较稳定的化合物，起到延缓氧化速度、抑制自动氧化反应发生的作用。由于NR耐老化性差，紧靠双键的a位置最易于氧化，而均匀分散剂中多种组分的分子与橡胶分子链上的双键具有亲和性，在其周围起到了空间保护作用，防止a位置被氧化。均匀分散剂可使橡胶配方中的防老剂更均匀地分布在胶料中，减少了薄弱环节，使其充分发挥防老化作用。
2．2．4 微观结构
    用光学显微镜法观察NR／BR／SBR共混体系的相态结构(见图5)。由图5可见，M 40和THD均能起到提高共混胶相态均匀性、降低分散相粒径的作用。

2．2．5 炭黑分散性
    由图6可知，加人THD和M 4O后炭黑聚集体的粒径都明显降低，炭黑粒子的分布更加均匀，其中THD对炭黑分散程度的改善最为突出，这说明THD中的分散组分在炭黑分散过程中充分地发挥了作用，使炭黑的分散性大大提高。
) f1 J7 S; Q' G8 |% s7 [5 H
1 D6 ^8 o2 `; i% m! n: }2 X& i3 结论
( Z* t7 H, s+ Fa)均匀分散剂THD加人NR／BR／SBR共混体系中，改善了胶料的混合效果，共混胶相态结构更加均匀，混炼胶料的炭黑分散性得到提高，炭黑粒径降低。
% b! h8 t; ], w0 F0 P& H* Jb)加人均匀分散剂THD后，胶料的加工流动性和尺寸稳定性增加，混炼功率降低，达到平衡转矩时间缩短，能耗下降
  m; W: @) d  B; yc)均匀分散剂THD对硫化胶的物理机械性能影响不大，胶料的耐老化性能增强。
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低滞后炭黑DZ•13在载重轮胎胎面胶中的应用
林浩，赵冬梅，程安仁，戢启国(北京首创轮胎有限责任公司。北京 100096)

$ Q, P' f$ b, k降低轮胎胶料，尤其是胎面胶生热是提高轮胎速度性能、减少肩空和脱层的有效措施。本工作从降低胎面胶生热的角度出发，探讨低滞后炭黑DZ一13在载重轮胎胎面胶中的应用。

# U  e9 d" S7 v2 E' T# p  P: f1 实验

1．1 主要原材料

$ {* Q+ A! J) c5 r1 a. W6 fNR，SIR20 ，印度尼西亚产品；BR，牌号9000，中国石化北京燕山石油化工股份有限公司产品；炭黑N234，河j匕沙河炭黑厂产品；低滞后炭黑DZ一13。中橡集团炭黑工业研究设计院产品；白炭黑。牌号175GR，罗地亚白炭黑(青岛)有限公司产品；硅烷偶联剂Rsi—B，由偶联剂Si69与炭黑N330按1：1质量比混合制成，南京曙光化工集团有限公司产品。
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2007-8-27 19:34 上传

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分散剂ＦＴ 78在轮胎胎面胶中的应用.doc
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    根据目前轮胎的使用情况，我公司正常生产的轮胎不适合自卸翻斗车较苛刻的使用条件，由于自卸翻斗车使用条件多为砂石路面，这就要求提高胎面的磨耗及抗撕裂性能非常重要。胎面磨耗机理可用在使用中同时发生的机械磨损和化学氧化磨耗来描述。为提高胎面胶性能，一种方法是开发一种可提高定伸应力而不牺牲扯断伸长的稳定交联体系，更要求胶料有较好的耐磨性能，较高的抗撕裂耐刺扎性能。由于在白炭黑与炭黑胶料中添加硅烷偶联剂，可增大白炭黑的生胶活性表面，并改变交联位置分布。为此，在设计新的胎面胶配方时，采用硅烷偶联剂（KH-845-4）与白炭黑和超耐磨炭黑（N115CB）的并用补强体系，以提高胎面胶的综合性能适应翻斗车的使用需要。
' Y# t# e! q+ S8 `" @) e  k    1 实验
    1．1原材料
    试验配方中加入硅烷偶联剂KH-845-4，南京曙光化工厂；白炭黑，无锡产；超耐磨炭黑N115CB，卡博特；其余原材料均为橡胶工业常用原材料。
    1．2基本配方
    实验配方：NR（SMR20）  100；炭黑+白炭黑 53.5；活化剂  5.5；防老剂  3.5；硫化剂 1；硅烷偶联剂 3；其它 4。
+ S: d! s: j& {) l+ N0 W+ u生产配方：NR（SMR20） 100；炭黑  50；活化剂 6；防老剂 3；硫化剂 0.9；其它  6.45。
' P  ]  X6 i9 h9 l9 c% s) l    1．3主要设备与仪器
3 \( F  l) j$ W    DXLL-2500型电子拉力试验机；PL-140疲劳试验机；育肯 EK-2000型硫化仪；T-10电子拉力机。
: F3 I. K: \1 p" z! K* C7 ~    1．4性能测试
胶料硫化特性用硫化仪测定，延伸性能按GB/T528-1998测定；
4 ?& L2 [2 p" @, O9 s撕裂强度按GB/T529-1999测定；
3 t2 m; n* B' ^  @( A, z3 |: a7 c0 f邵尔A型硬度按GB/T531-1994测定；
8 N+ h' P8 g0 A磨耗在阿克隆磨耗试验机上测定。
4 N. r* S8 a! F4 y9 j6 v    2 结果与讨论
    2．1硅烷偶联剂KH-845-4理化性能
    测试结果见表1。
/ s; g; \8 N/ N  N& X  z' D7 H    2．2小配合试验
- B/ Q* R+ H' L) z  m6 E( I    从表2可以看出，实验配方中加入硅烷偶联剂/白炭黑/炭黑补强体系后，从硫变仪数据可以看出小转矩、大转矩、焦烧时间都有所增加，从而保证了后续加工的安全性。从硫化胶的物性结果看定伸应力、强度、硬度等指标均有提高，由于翻斗车使用路面比较苛刻，这就要求胎面胶具有耐切割、耐刺扎、抗崩花掉块耐磨耗、硬度高等特点，由于实验配方中补强体系的作用，硫化胶的各项指标明显高于正常生产配方。所以说从小配合实验结果看，实验配方能够满足翻斗车的使用要求。
    2．3车间大配合试验
- m1 f; q; B8 ]$ T6 \    为进一步考察配方的工艺性能，进行了车间大配合试验。结果见表3，从物性结果可以看出，其结果与小配合试验结果基本吻合。
2 v0 P7 H* }# H$ W8 B    2．4测温实验
    以11.00R20规格轮胎进行硫化测温试验。其硫化时间为54min，正常配方生产的轮胎胎面过友谊化程度在451.8%，而实验配方胎面过硫化程度为285.3%。这更证明在试验配方中提高正硫化时间是防止胎面过硫，影响耐磨程度。
3 o9 R. f: s0 b+ v# K' a9 S    2．5实际里程实验
; P7 I) [; S; t( P6 V. e    11.00R20 规格轮胎（花纹深度15mm）在河北迁安一车队进行实际里程试验，以其中一部车8条轮胎（正常配方4条，试验配方4条）的平均实验数据结果见表4。
    3 结语
8 I( D* _; g2 j    1．胶料中加入硅烷偶联剂/白炭黑补强体系，提高了轮胎在载荷下的抗撕裂和耐磨耗性能。胶料的强伸性能明显优于正常生产配方。
    2．新设计的胎面胶配方压出工艺性能良好，混炼胶均匀。
, b: F; ?3 l5 x9 ?- m/ m    3．配方投入生产后，定期抽查轮胎耐久性能良好，胎面无任何质量问题。进行实际里程试验效果良好。
' E9 |# C5 v- G4 V# G6 s" ?    4．新设计的胎面胶配方采用硅烷偶联剂/白炭黑补强体系适合翻斗车在苛刻路面的行驶条件。   

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多功能橡胶助剂ZNZB746在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

林向阳，黄义钢，安丰勇
(青岛双星轮胎工业有限公司，山东胶南266400)
1 m3 u3 L! a: `, s% Y    多功能橡胶助剂ZNZB746是一种锌皂盐，为可溶性的活性剂，在NR配方中可作为增塑剂使用，因其具有优异的分散性、增塑性、抗硫化返原性以及能够提高胶料的各项物理性能等得到了国外众多著名轮胎公司的青睐。本工作研究了ZNZB746在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用，并与使用增塑剂FS-200的正常生产配方进行了对比。

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2007-8-27 20:09 上传

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car107

好，顶一下

hefeng_new

感谢楼主！！！！好贴！！

黑色金子

感谢楼上！！！！好贴！！

curt

  THX...

5527060

好贴,顶