资源描述：
《填料_弹性体相互作用对填充硫化胶滞后损失_湿摩擦性能和磨耗性能的影响_续完_》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、712轮胎工业2007年第27卷填料-弹性体相互作用对填充硫化胶滞后损失、湿摩擦性能和磨耗性能的影响(续完)王梦蛟[卡博特(中国)投资有限公司,上海201108]中图分类号:TQ330.38+1/3;U463.341文献标识码:B文章编号:1006-8171(2007)12-0712-092-1(接上期)mg之间(见图19)。在炭黑用量较小的情况5耐磨性能下,硫化胶的耐磨性能随炭黑比表面积增大而提磨耗或磨损是受到填料强烈影响的性能之高可归因于与填料和聚合物
2、有效界面面积增大有一。通常认为橡胶磨耗机理是非常复杂的,它不关的几个机理,也可能还与聚合物-填料相互作用d仅涉及材料的机械破坏,如疲劳损坏、撕裂等,有关,因为f随比表面积增大而增大(见图[8]而且还涉及机械-化学和热-化学过程。尽管磨20)。在填充炭黑的SBR硫化胶中,炭黑聚结耗机理很复杂,而且至今仍没完全掌握,但对有体与聚合物基体分离应力的电子显微镜观测结果关轮胎磨耗已做了大量的研究工作,也积累了大量有关填料基本性能对耐磨性能影响的知识,[61,70]这个议题一直是一些综述论文的主题。但是,目前大多数研究
3、是针对填料形态以及填料在聚合物中的用量和分散的,只有极少数的研究是有关表面活性影响的,尽管其对磨耗的影响早就得到了公认。随着IGC技术的发展,对表面活性,特别是聚合物-填料相互作用在耐磨性能中的作用展开了深入研究。通过这些研究,可以对在轮胎耐磨性能试验中观察到的一些基本现象作出图19硫化胶耐磨性能与炭黑比表面积的关系更好的解释,更重要的是,可以对耐磨性能进行进基本配方:ESBR65,BR35,炭黑65,油35。一步改善。炭黑N220硫化胶磨耗指数为100。51炭黑对耐磨性能的影响511比表
4、面积比表面积(或粒子尺寸)通常被看作是影响炭[71]黑磨耗补强性能最重要的参数之一。填充高比表面积炭黑的硫化胶通常具有较高的耐磨性[72,73]能。据研究,炭黑比表面积达到一定值后,硫化胶的耐磨性能不会再进一步提高。实际上,比表面积极高的炭黑耐磨性能反而较差。在炭黑用量为65份、油用量为35份的情况下,SBR/BR并用体系的炭黑最佳比表面积在130~150d图20炭黑f与比表面积的关系第12期王梦蛟.填料-弹性体相互作用对填充硫化胶滞后损失、湿摩擦性能和磨耗性能的影响(续完)713d也证实了高比表面积炭黑
5、具有较强的聚合物-炭炭黑硫化胶的耐磨性能提高归因于用f表征的[74]黑相互作用。填充极细炭黑硫化胶的耐磨性聚合物-填料相互作用大大增强。采用高温热处能较低可能与炭黑分散较差有关,因为炭黑聚结理炭黑,硫化胶的耐磨性能下降应为填料分散较[75]d体间的距离与其比表面积成反比。高比表面差所致,这是由于f很高而导致填料-填料相互积炭黑分散差可能还与炭黑-炭黑相互作用较高作用增强的缘故。实际上,在热处理温度超过pf有关。在考虑不同材料之间的粘附能时,由Wa600后,用分散度分析仪测量的炭黑未分散面d决定的聚合物-
6、填料相互作用随填料f的平方根积随处理温度升高而增大[见图21(b)]。在这种而变化[见式(9)]。根据式(6),由填料表面间内情况下,聚合物-填料相互作用增强对硫化胶耐磨f聚能色散组分表征的填料-填料相互作用(Wc)随性能的积极影响已不及填料分散差造成的消极df线性增大:影响。ffdWc=2f(16)d这表明随着炭黑比表面积以及f增大,炭黑-炭黑相互作用提高速度比聚合物-炭黑相互作用更快,使得细粒子炭黑比较难分散,导致耐磨性能下降。对不同比表面积炭黑很难证明其表面能对耐磨性能的影响,因为很难将比表
7、面积的影响与形态的影响区分开。但是,这个问题可以通过研究炭黑简单热处理对耐磨性能的影响来解决,在热处理情况下可排除形态差别对耐磨性能的影响。(a)磨耗指数(填充400热处理炭黑硫化胶磨耗指数为100)512热处理当炭黑在惰性气体(此处为氮气)中加热时,随着加热温度提高到900(大大低于炭黑的石d墨化温度),炭黑的f逐步增大(见图21)。表面能的变化与表面化学特性的变化有关。业已证[76,77]实,在200以上时炭黑上酸性基团的数量开始减少;在热处理过程中(200~800),含氧基团分解伴随二氧
8、化碳和一氧化碳放出。因此,可以顺理成章地假定,在热处理过程中含氧基团分解后,产生高能点,而且某些被氧基团遮蔽的原(b)未分散面积量始高能点也暴露出来。这表明,对于聚合物-填料d图21炭黑N234热处理(在氮气中)对其f和分散性及相互作用来讲,含氧基团的活性低得多,在低极性ESBR硫化胶(填充50份炭黑N234)耐磨性能的影响或非极性聚合物中尤为如此。当将50份热处理513氧化炭黑N234加
