沉淀法白炭黑在轮胎胎面中的应用

胎面是轮胎与路面接触的部位，要满足三个基本要求：一是具有较高的湿路面的抓着力或较好的牵引性，以确保车辆行驶及人员的安全；二是滚动阻力小，以节省燃油。一般来讲，轮胎滚动阻力降低3%～4%，耗油量可减少1%。基于胎面的滚动阻力约为轮胎的50%，降低其滚动阻力则是节省燃油的重要途径；三是耐磨耗、使用寿命长。胎面要获得上述性能，白炭黑特别是高分散性沉淀法白炭黑是必不可少的。

1、乘用轮胎胎面

沉淀法白炭黑用在炭黑填充乘用轮胎胎面胶中可大幅度地改善轮胎的各项使用性能。

将具有高分散性的沉淀法白炭黑与特种溶液聚合物及硅烷偶联剂并用，再加上最佳的混炼工艺能克服因胎面胶的滞后损失降低，湿路面抓着性能随之降低的缺陷。完全以白炭黑作为填充剂的胎面胶可使轮胎滚动阻力降低20%，这意味着胎面滞后损失降低了约50%，燃料消耗至少降低3%。

用36份沉淀法白炭黑，并掺入相当于沉淀法白炭黑用量3%的巯基硅烷偶联剂，构成填料总用量为72份的填充体系，经测试，乘用轮胎丁苯橡胶/聚丁二烯橡胶胎面胶的滚动阻力下降约25%，同时干、湿路面牵引性能无明显下降。

填充20份沉淀法白炭黑和40份N339炭黑的胎面胶，若使用TESPT偶联剂，则可获得平衡硫化效果，而且轮胎滚动阻力下降9%，胎面磨耗性能的变化微乎其微。

用沉淀法白炭黑部分代替炭黑(占原炭黑用量的40%～60%)，并使用偶联剂(占沉淀法白炭黑用量的13.6%)经试验结果表明，以充油天然橡胶/聚丁二烯橡胶为主的乘用轮胎胎面，其冰面牵引力增大5%，滚动阻力下降18%，湿路面牵引力与对比轮胎的相等。胎面磨耗性能几乎没有变化。在天然橡胶/丁苯橡胶/聚二丁烯橡胶胎面胶研究中，发现增大沉淀法白炭黑用量，并使用有机硅烷，同时减少炭黑用量，可大幅度降低60℃时胎面胶的损耗角正切值。该数值一直被人们认为是预期滚动阻力的量度指标。

在炭黑填充天然橡胶胶料掺用沉淀法白炭黑的研究中，用3,3’-二硫代二丙酸盐作硅烷偶联剂时，300%定伸应力、回弹性和硬度值有所提高，60℃时胎面胶的损耗角正切值下降。用二氨基二丙酸盐(2份)作偶联剂，并用顺式1,4-聚异戊二烯合成橡胶代替原配方中的天然橡胶，结果发现，扯断伸长率增大，损耗角正切值降低。

在对苯乙烯-异戊二烯-丁二烯( SIBR)橡胶/顺丁橡胶胎面胶和SIBR/顺丁橡胶/异戊二烯-丁二烯橡胶胎面胶进行过填充沉淀法白炭黑的研究中，试验室试验结果表明，只填充沉淀法白炭黑的胎面胶与填充炭黑/沉淀法白炭黑的胎面胶相比，前者50℃时的损耗角正切值减少，-20℃时的损耗角正切值增大，也就是说滚动阻力降低了，湿路面抗滑性有所提高。

纵上所述，轮胎性能直接与胎面胶中沉淀法白炭黑的用量有关，即其性能随后者用量的增加而提高。尤以其全部代之炭黑使用时所获得的效果为最好。目前，沉淀法白炭黑在乘用轮胎胎面中的用量为65份。

2、载重轮胎胎面

白炭黑用于载重轮胎旨在提高胎面的抗刺穿能力和耐撕裂性。沉淀法白炭黑特别适用于其胎面，因不仅可减少滚动阻力，而且行驶温度低。对载重轮胎来讲，行驶温度低或低生热是极其重要的。

沉淀法白炭黑与炭黑并用可改善载重轮胎胎面的各项使用性能。在填充60份N231炭黑的重型载重轮胎天然橡胶胎面胶的研究中，用30份沉淀法白炭黑直接代替该炭黑，再加入巯基硅烷偶联剂(用量为该白炭黑用量的1%，即实际用量为3份)，结果提高了胎面胶的抗割口-崩花性能。在此基础上，再增大沉淀法白炭黑用量，同时使用巯基硅烷偶联剂。试验结果表明，对生热和胎面磨耗无不良影响。通常，载重轮胎胎面使用沉淀法白炭黑后，其磨耗性能会降低。基于此，目前，白炭黑在其胎面胶料中的用量一般为15份。

在另一项已完成的载重轮胎天然橡胶胎面胶中用白炭黑部分代替炭黑的试验显示，高分散性白炭黑在提高胎面胶的耐磨性、拉伸强度和撕裂强度方面具有明显优势。无论其用量大小均有效。在用20份沉淀法白炭黑代替载重轮胎丁苯橡胶胎面胶配方中的N234炭黑，结果滚动阻力降低，撕裂强度提高。

在天然橡胶载重轮胎胎面胶中，当以硅烷偶联剂改性的白炭黑完全代替N220炭黑使用时，滚动阻力减少了30%，湿路面牵引力保持不变，胎面磨耗指数仅降低5%。以TESPT与白炭黑并用来减少载重轮胎胎面胶的滚动阻力是由S. Wolff于1986年首次报道的。

在没有硅烷偶联剂的情况下，白炭黑会破坏硫黄/促进剂的硫化机理，导致焦烧时间延长、硫化速率降低和交联密度减少。

3、越野轮胎胎面

沉淀法白炭黑用于越野轮胎胎面的目的是减少其生热，提高其耐热性和抗崩花掉块的能力。据报道，大型轮胎胎面胶掺用沉淀法白炭黑后，其外观质量及在不良路面条件下的磨耗性能均有所改善。沉淀法白炭黑与二官能基硅烷如TESPT四硫化物并用，可改善工程轮胎胎面的磨耗性能。调整硫化剂用量，可成功地优化含沉淀法白炭黑的越野轮胎胎面的物理机械性能。

研究结果表明，对基质为天然橡胶的越野轮胎胎面而言，沉淀法白炭黑的硅烷活化效果对提高模量 和磨耗性能有利。试验室研究显示，用丁苯橡胶部分代替天然橡胶，用沉淀法白炭黑部分代替炭黑，并采用半有效硫化体系，越野轮胎天然橡胶胎面的使用性能有所提高；胎面胶使用10份沉淀法白炭黑，其撕裂强度、抗崩花掉块性能显著提高。将含有沉淀法白炭黑的越野轮胎胎面与纯炭黑填充胎面相比，前者的耐割口增长性及撕裂强度较后者的有很大提高。全部使用高分散性沉淀法白炭黑的天然橡胶工程机械轮胎胎面可获得低生热性、较好的抗撕裂性和花纹块耐疲劳撕裂性的效果。
来源：中国粉体技术网

:L,很早的东西了吧，，，，，，

呵呵。。。。。。。。