摘要:介绍硅烷偶联剂的作用机理及其对白炭黑的改性作用。硅烷偶联剂与白炭黑外表的羟基发生反响,使白炭黑由亲水性变为疏水性,然后增大其与橡胶的相容性,改进白炭黑的涣散性,进步填充硫化胶的物理功能和动态力学功能。最终提出了现在改性存在的问题及对未来的研讨的展望。

  白炭黑是橡胶工业中一种重要的补强填料,同炭黑比较, 白炭黑的粒径小、比外表积大,填充硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性均较高;但它与烃类橡胶的相容性较差,很多填充胶料的粘度较大,加工功能随储存时刻的延伸而变差,储存后胶料存在硬化、挤出困难以及成型粘性差等问题,填充胶料还易发生静电积累,加工功能较差, 在橡胶工业中的运用受到限制。运用硅烷偶联剂对白炭黑进行改性, 处理了白炭黑与胶料的亲和性, 改进了胶料的加工功能。一起可使胶料的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度及耐磨性进步。轮胎运用白炭黑补强时参加硅烷偶联剂, 可以得到翻滚阻力( 生热) , 抓着功能和耐磨耗功能三者之间的最佳平衡。本文主要对硅烷偶联剂及其对白炭黑作用机理进行了介绍。

  硅烷偶联剂的通式为RSiX。,式中R为有机基团,如乙烯基、环氧基、氨基、***丙烯酰氧基、巯基等,它能与树脂反响构成结实的化学结合;X为可以水解的有机基团,如甲氧基、乙氧基、***等,其水解副产物在低温下可以蒸发,而异丙基、异丁基则需求较长的反响时刻,且反响副产物也难以从处理的无机填料中去除,X基团能与白炭黑外表的活性羟基缩合构成硅氧烷键。

  在橡胶工业中运用较多的是含硫硅烷偶联剂,如TESPT、双一[(三乙氧基硅烷基)一丙基]二硫化物(TESPD或Si75)、r巯基丙基三甲氧基硅烷(A一189)等,而在轮胎工业中运用最多的是硅烷偶联剂TESPT。一般都会选用硅烷偶联剂的原则是:聚烯烃橡胶多选用乙烯基硅烷;硫黄硫化胶多选用含硫硅烷偶联剂,如Si69和Si75等;环氧树脂一般都会选用端基是环氧基或氨基的硅烷;不饱和聚酯多用乙烯

  现在,人们对硅烷偶联剂的作用机理研讨得较多,已有多种解说,如化学键理论、可平衡理论和物理吸附理论等。一般来说,化学键理论可以较好地解说硅烷偶联剂与白炭黑之间的作用。硅烷偶联剂与自炭黑外表的羟基发生反响,使白炭黑由亲水性变为疏水性,然后增大其与橡胶的相容性。如果是双官能团硅烷偶联剂,它还可与橡胶发生反响,增大白炭黑与橡胶的结合力,使白炭黑涣散得愈加均匀,削减白炭黑的附聚现象。

  硅烷偶联剂Si69具有助涣散和助硫化两种成效。这不只使高极性基团硅醇基数量减小,并且因在白炭黑标明发生Si69层而使剩下硅醇基不易挨近橡胶链,硅烷接枝的能量和极性都较低。

  1971年双官能团硅烷偶联剂TESPT呈现后,人们开端研讨硅烷偶联剂对白炭黑的改性作用。白炭黑/硅烷偶联剂系统在橡胶制品特别是轮胎中的运用也逐步增多。

  a)硅烷偶联剂Si69能大大下降炭黑/白炭黑增强NBR混炼胶的Payne效应,促进填料在橡胶基

  体中的涣散,而偶联剂KH550或其与Si69并用并未削弱NBR混炼胶的Payne效应。