硅烷偶聯劑對白炭黑補強天然橡膠形態的影響

王進文 編譯

（西北橡膠塑料研究設計院有限公司, 陜西 咸陽 712023）

硅烷偶聯劑對白炭黑補強天然橡膠形態的影響

王進文 編譯

（西北橡膠塑料研究設計院有限公司, 陜西 咸陽 712023）

填料-橡膠相互作用是橡膠補強的關鍵參數。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，白炭黑補強天然橡膠（NR）的形態。用原子力顯微鏡(AFM)觀察到，使用TESPT時，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）的網絡可視化技術研究了NR中白炭黑-橡膠的相互作用。TESPT增強了填料-橡膠結合，阻止了空洞的形成。

天然橡膠；白炭黑；偶聯劑；TEM；AFM

0 前 言

近年來,白炭黑成為輪胎胎面膠料傳統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阻力。但是,由于白炭黑具有強極性和親水性,所以與NR等極性橡膠不相容。因此,需要使用雙官能團硅烷偶聯劑[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生化學連接,納米填料可增強填料-橡膠的相互作用。

隨著補強填料用量的增大,橡膠動態模量增大。填料對橡膠模量的貢獻可分為兩部分∶應變依賴部分和非應變依賴部分。填料-填料相互作用可提高應變依賴模量。隨著應變增大,模量下降,即所謂的“Payne效應”∶由于填料網絡產生了部分可逆破壞,模量的應變取決于填料-橡膠相互作用、交聯橡膠網絡與填料流體動力學效應的綜合作用結果（如圖1所示）。填料-填料和填料-橡膠相互作用是兩個部分競爭的過程。……