炭黑-白炭黑双相填充剂提高轮胎滚动阻力与耐磨性与湿路面防滑性能的综合平衡性.pdfVIP

32 《橡塑资源利用》 2005．NO．1 用炭黑一白炭黑双相填充剂提高轮胎滚动阻力和 耐磨性与湿路面防滑性能的综合平衡性 李汉堂译 (曙光橡胶工业研究设计院，广西桂林541004) 摘要：本文介绍了两种炭黑一白炭双相填充剂一一CSDPF2000和4000，并评估了它们在轮胎胎面胶 中的应用。这两种双相填充剂的主要不同之处在于白炭黑表面覆盖率。与CSDPF2000系列产品相比， CSDPF4000系列产品的白炭黑表面覆盖率高得多。这主要是由于白炭黑分布于聚集体之间的缘故。 CSDPF2000中的白炭黑相均匀分散于聚集体，而CSDPF4000中的白炭黑仅停留在聚集体的表面，形成 壳层。在橡胶配方中，这两种双相填充剂都具有较高的聚合物与填充剂的相互作用和较低的填充剂与填 充剂的相互作用。较高的聚合物与填充剂的相互作用可提高耐磨性，而较低的填充剂与填充剂相互作用 可降低在高温下的滞后损失。通过提高CSDPF4000的白炭黑表面覆盖率，可提高轿车轮胎的湿路面防 滑性能，而CSDPF2000则可以提高载重轮胎的湿路面防滑性能。因此，通过用不同类型的CSDPF代替普 通的填充剂，可以提高不同轮胎胎面胶的滚动阻力、耐磨性和湿路面防滑性能之间的综合平衡性。 关键词：炭黑一白炭黑双相填充剂；白炭黑；聚合物一填充剂相互作用；填充剂一填充剂相互作用；白 炭黑表面覆盖率 轮胎工业需要在轮胎耐疲劳性、提高燃油经 的填充剂来说，可以通过在填充剂表面的聚合物 济性和安全性等方面得到连续不断的发展，这些 链的物理吸附或者依靠在填充剂与聚合物之间产 要求可以通过提高耐磨性，减少滚动阻力，提高防 生化学链来提高聚合物一填充剂的相互作用， 滑性，特别是提高湿路面防滑性能得到满足。从配 这对保证耐磨性能是重要的。 方的观点看，填充剂和聚合物在提高轮胎胶料性 同时还证明，轮胎的滚动阻力与胎面胶的滞 能方面起同等重要的作用。事实上，填充剂这个术 后损失有很好的相关性，胎面胶的滞后损失可以 语会使人误解为填充剂的作用是增加体积和减少 用损耗因数——高温下的tan8表征。胎面胶的滞 胶料成本。另外，不能只认为填充剂是提高胶料模 后损失又受填充剂的网状结构，特别是受填充剂一 数和拉伸强度的普通补强剂。通常，填充剂被认为 填充剂相互作用影响。填充剂一填充剂相互作用越 是一种功能材料或一种足可以影响轮胎性能的成 强，越容易产生填充剂网状结构，因此轮胎的滚动 分。 阻力就越大。 业已充分证明，填充胶料的耐磨性主要受聚 在过去几年，为了更加适应轮胎工业的需求， 合物一填充剂的相互作用影响。对于具有相似结构 卡博特公司付出了很大努力来研发能提高耐磨性 万方数据 2005．N0．1 《橡塑资源利用》 33 与滚动阻力综合平衡性能的功能性炭黑。这些功能 滑性能试验以平滑喷砂玻璃作为磨擦基层，用格 性炭黑包括用不同官能团进行化学改性的炭黑和 罗施磨耗和磨擦试验机(GAFT)在不同的负荷下 碳一金属氧化物多相复合物。在这些新材料中，炭 进行试验。从图1可以看到，在较低负荷(如轿车 轮胎)下，微弹性流体力学润滑起重要作用，白炭 黑一白炭黑双相填剂(CSDPF)已经以 ECOBLACKTM、CRXTM2XXX系列的商品名在市上黑比炭黑和ECOBLACK好得多。但是，随着负荷 增加，白炭黑的优势下降。在高负荷(如载重汽车 出售，同时还有CSDPF2000系列产品。这些材料可 以通过表面改性明显减