白炭黑的應用和改進

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　　與具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充物相比，胎面膠中含有沉淀法白炭黑可改善其抗裂口增長性及撕裂強度。與其他橡膠比較，白炭黑可以相對容易和迅速地與環(huán)氧化天然橡膠（ENR）混合。且產(chǎn)物的增強效果也最好。在含有ENR的膠料中，白炭黑的增強效果和炭黑N330相似。在SBR/BR共混體系中加入沉淀法白炭黑制成的乘用車胎面膠的滾動阻力減少50 ,而干、濕牽引性沒有明顯的改變。Evans等介紹了一種超高增強沉淀法白炭黑，這種白炭黑用于胎面膠有以下優(yōu)點：在不使用偶聯(lián)劑時，胎面膠的滾動阻力降低而冰牽引性能提高；使用偶聯(lián)劑后可減少膠料的焦燒、硫化時間，改善其抗裂口增長性，提高其扯斷伸長率、硬度和300 定伸應力，同時不影響炭黑。

　　雖然白炭黑與炭黑并用為輪胎胎面膠增強劑時能明顯改善膠料的撕裂強度，且能抑制胎面膠老化龜裂，防止胎面產(chǎn)生裂口裂紋，但是這種膠料的耐磨性稍差，扯斷變形較大，生熱大實際使用過程中，白炭黑必須經(jīng)改性后才能彌補膠料性能的不足。與炭黑相比，白炭黑表面有一層均勻的硅氧烷和硅烷醇基，硅烷醇基的存在使白炭黑表面易于進行化學反應，這使白炭黑表面可相對容易地進行改性 常用于白炭黑表面處理的偶聯(lián)劑是雙（3一三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫烷（TESPT），這種有機硅烷可與橡膠及填料反應，在填料和聚合物分子間引入共價鍵，從而改善聚合物與填料間的作用。研究發(fā)現(xiàn)，使用TESPT后，含2O份沉淀法白炭黑和4O份N332炭黑的膠料可使?jié)L動阻力降低，而胎面膠的磨耗性能和濕牽引性能改變很小。

　　硫代磷酰基有機物可以和白炭黑發(fā)生反應，在白炭黑填充的NR中產(chǎn)生異丙醇，從而形成白炭黑和橡膠的分子橋（Si⋯O—P），此行為類似于硅烷偶聯(lián)劑。通過優(yōu)化白炭黑用量和硫代磷酰基有機物的濃度，可以得到物理機械性能較佳的硫化膠。Ou等研究了烷基化白炭黑對橡膠的增強效果，發(fā)現(xiàn)白炭黑烷基化后，試樣中鍵合橡膠的質(zhì)量分數(shù)減少，但是烷基化后提高了白炭黑和橡膠基質(zhì)的相容性。使白炭黑更容易在NR和SBR中分散，所得硫化物具有更低的滯后損失。但是，烷基化后白炭黑的增強效果明顯減弱，這是因為聚合物與填料之間，以及填料與填料之間的相互作用減弱所致。

　　白炭黑的表面能隨著改性而極大地下降。能量分布函數(shù)顯示，未改性前是各向異性，改性后各向異性程度明顯減小。