新型填料与炭黑、白炭黑的杂化改性及在橡胶中的应用

发布时间：2020-06-29 22:06

【摘要】：微硅粉是一种从合金材料冶炼的烟气中回收的新型环保填料,其主要成分为二氧化硅。本文对微硅粉的微观结构进行了表征,并将填充微硅粉与N330的天然橡胶进行了性能对比。同时,研究了微硅粉用量对轮胎胎面胶及胎侧胶的加工性能、物理机械性能及动态性能的影响,探讨了微硅粉在绿色轮胎中的应用前景。另外,制备了白炭黑/微硅粉杂化填料,研究了不同方法制备的杂化填料对胶料性能的影响。研究结果表明:SF1和SF2微硅粉均为粒径较大的光滑圆球,表面活性较低。微硅粉形成结合胶的能力远低于炭黑N330,因此硫化胶的拉伸强度、撕裂强度低于N330补强的NR,但硫化胶的弹性更高,动态生热更低。将微硅粉与炭黑或白炭黑杂化、并用,应用在轮胎胎面胶和胎侧胶中,发现硫化胶的某些性能如拉伸强度、耐磨性等性能会降低。但同时,加入微硅粉也会改善胶料的加工性能,降低胶料的动态生热,改善胎面胶的抗湿滑性并降低滚动阻力。微硅粉能在不显著降低胶料性能的前提下,部分替代轮胎胶料中的炭黑或白炭黑,来达到改善性能和降低综合成本的目的。白炭黑/微硅粉杂化填料中,白炭黑粒子部分覆盖于微硅粉表面并将微硅粉粒子连接在一起。与填充干法共混杂化填料的胶料相比,填充湿法共混杂化填料的混炼胶加工性能更好,Payne效应更弱。同时,硫化胶具有更好的耐磨性、更低的压缩疲劳温升、优异的抗湿滑性及低的滚动阻力。填充HB200/SF2杂化填料的胶料和填充1165MP/SF2杂化填料的胶料相比,前者的加工性能更好、Payne效应更弱,硫化胶具有更高的拉伸强度、定伸应力和硬度以及更低的动态生热,而后者具有更好的加工安全性、耐磨性和抗湿滑性。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ336.1;TQ330.38
【图文】：

是能源的巨大消耗以及严重的环境污染。作为汽车上必不可少的部分，损和消耗也是造成能源消耗和环境污染的重要原因之一。1992 年，米其林推出的 GREENX 轮胎是环保节能轮胎的第一代产品，用白炭黑填充并添加偶联剂制造的，与传统的炭黑填充轮胎相比，该款耐磨好、抗湿滑和低滚动阻力的优点。节能环保绿色轮胎的使用有效的车行驶需要的能耗[1-2]。数据统计显示，至 2008 年，全球的汽车使用米能环保轮胎后，累计节省燃油九十亿升，二氧化碳排放量累计减少量为，即每一秒可以节省约 44L 燃油，并减少 110kg 以上的 CO2排放。汽车中，车辆的节能减排、安全行驶等与轮胎的滚动阻力、抗湿滑性等直接相，自 2012 年 11 月起，欧盟开始正式出台“轮胎标签法”（如图 1-1 所示对轮胎的滚动阻力、抗湿滑性及噪声性能的优劣情况作出了明确的分级在欧盟地区销售的轮胎上需标示明确的等级标签。我国作为轮胎出口年产量的 40%以上用于出口，欧盟具有巨大的轮胎市场，轮胎标签法的国的轮胎行业提出了更高的要求，轮胎行业紧跟市场需求，大力开发并高标签等级的节能、环保的绿色轮胎已成必然趋势[3]。

青岛科技大学研究生学位论文胎用橡胶概述胶（NR）胶大分子链分子量大，主要由顺-1,4-聚异戊二烯构成，图如图 1-2 所示。天然橡胶属于不饱和非极性橡胶，分性好，具有优异的物理机械性能，综合性能好，如强度磨性好及动态生热低等优点，原材料符合绿色轮胎的生在全钢胎、工程胎的胎面胶和轮胎胎侧胶。

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