可降低滚动阻力和VOC的新型橡胶用硅烷.pdfVIP

16 橡胶参考资料 2008年 可降低滚动阻力和VOC的新型橡胶用硅烷 王象民 编译 早在上世纪90年代初，为提高轮胎使用性 作用。硫化硅烷一般只能使硅烷与聚合物偶联大 能，在客车轮胎胎面胶中就引入了白炭黑一硅烷 约50 ，而由于偶联机理不同，自由巯基可使硅 一 填料体系。除沉淀法白炭黑外，含硫有机硅烷 烷与聚合物偶联接近100 。因此，按摩尔算，这 是显著改善新一代轮胎湿路面抓着性能和降低滚 里只需要一半硅烷(按硅单元算)就可以达到很好 动阻力的关键材料之一。尽管如此，现今的汽车 的偶联补强。 工业面临更进一步的要求，生态及经济要求愈显 经常看到的含巯基硅烷引起的焦烧在这里由 重要。京都议定书和欧盟五期环保标准要求，未 于硅单元上的聚合取代基和硫化体系的改变而避 来CO。的排放量要进一步减少，加之油价不断攀 免，这在后面描述。 升，因此相应地必须进一步显著降低燃油消耗量。 由于聚合取代基的长链特性而提供的特殊屏 而要达到此目的方法之一就是降低轮胎胎面胶的 蔽作用如图2所描述。除了白炭黑表面的疏水性 滚动阻力。用目前市售的硅烷就能降低轮胎胎面 外，长链取代基也对巯基形成一定位阻，因而，与 胶的滚动阻力，但程度有限，而且使用众所周知的 促进剂和硫黄的反应减慢了，从而获得下面所述 三乙氧基硅烷不可避免的要排放VOC。 的较长焦烧安全期以及极佳的补强。 因此，必威体育精装版研发的VP Si 363可以看作是Si 今 69的换代产品，已用于轮胎工业。用此新硅烷可 以进一步降低滚动阻力10％以上，VOC排放量 1 化学结构与基本机理 VP Si 363结构如图。1。一端为与橡胶活性 点反应的自由巯基，另一端为与白炭黑活性点反 应的乙氧基和聚合的双亲取代基。白炭黑与硅烷 的反应源自硅原子上的乙氧基取代基，该基团在 图2 VP si 343连接到白炭黑表面 混炼过程中断裂，使硅烷与白炭黑表面共价键合。 大聚合取代基带来的位阻因其极性而消除，这给 2 对胶料性能的影响 予了自炭黑高亲和力，从而确保在白炭黑表面快 将VP Si 363与Si 69在白炭黑填充的S— 速的吸附和反应。而且自由硅烷醇基也被这些非 SBR／BR胶料中进行比较。由于两种硅烷分子量 挥发性长链取代基屏蔽，从而使得白炭黑具有极 不同，偶联效率不同，所以用量也不同，而且前面 好的疏水性。另外，这里的极性乙二醇与1，2一 也提到，用VP Si 363需要改变硫化体系。配方 亚乙基二醇一样也起内部活性剂作用。 及结果示于表1和表2。 h 对比胶料采用标准绿色轮胎配方，S—SBR／ Eto— si一 、^．．H BR并用，混入80份高分散高性能的白炭黑ul— 1 trasil 7000 GR和6．4份Si 69(每8份填料1份 偶联剂)。试验胶料加入9份VP Si 363(每l1份 巯基对硅烷与聚合物链的有效偶联起着决定