Page 105 - 《橡塑技术与装备》2023年1期

材料与配方 张小萍 等·改性凹凸棒土补强力车胎胶料的制备及性能研究

2.2 门尼黏度分析
门尼黏度又称转动（门尼）黏度，可以在一定程
度上反映混炼胶加工性能的好坏。一般而言，门尼黏
度高的胶料，其可塑性低，混炼时配合剂不易分散均
匀，挤出压延时的流动性差、半成品表面不光滑、膨
胀率偏高 ；门尼黏度低的胶料易粘辊，不利于挤出或
压延成型 [10~12] 。图 2 为添加不同质量份的改性 AT 或
WCB 的力车胎胶料的门尼黏度。从图 2 中可见，当改
性 AT 与 WCB 的添加质量份相同时，添加 WCB 的胶
料的门尼黏度高于添加改性 AT 的胶料，且胶料的门
尼黏度都随填料用量的增加而增大。当 WCB 添加份
数分别为 50 份及 60 份时，胶料的门尼黏度值分别为 图 3 填料种类及用量对力车胎胶料硫化时间的影响
76 及 99，超出了力车胎生产过程中门尼黏度控制范
面胶的拉伸强度应高于 8.0MPa，扯断伸长率应大于
围的最高值，不利于其挤出成型 ；而当改性 AT 的添
350%。按照该标准的测试方法及要求，测试了添加改
加份数为 50 份、60 份、70 份时，胶料门尼黏度值分
性 AT 及 WCB 的力车胎胶料的力学性能，相应测试结
别为 48、51、63，均在合理范围值之内 ；以上结果说
果列于表 1。
明改性 AT 有降低胶料门尼黏度、改善力车胎胶料加
从表 1 中可见，添加不同份数 WCB 的胶料拉伸
工性能的优点。
强度均符合标准性能指标要求，但扯断伸长率偏高，
300% 定伸应力偏低，说明含 WCB 的力车胎胶料抵抗
大的拉伸变形能力较弱。分析添加改性 AT 的力车胎
胶料，发现胶料拉伸强度、300% 定伸应力、撕裂强
度随添加改性 AT 份数的增加而先增大后略有下降或
基本保持不变，当改性 AT 添加量为 60 份时综合性能
最佳，胶料的各项力学性能均达到并超过标准要求。
其可能的原因是，橡胶的自由体积非常大，而 AT 纳
米棒晶的尺寸，特别是长度，又远小于常规短纤维，
因而在一定的填充量下，表现出一般粒状增强剂的补
强效果，即强度先上升再趋缓 ；当填充量继续增加时，
图 2 填料种类及用量对力车胎胶料门尼粘度的影响 改性 AT 在橡胶基体中形成 “ 类连续骨架 ” 的填料网
络结构 [13] ，产生了常规短纤维的增强效果，此时强度
2.3 硫化特性分析
显著上升 ；当进一步增加改性 AT 填充量时，棒晶间
从图 3 中可见，力车胎胶料的硫化时间均随填料
距太近易聚集，拉伸变形时的界面切应力集中效应越
用量的增加而逐渐增长 ；对比添加相同质量份改性 AT
来越强，导致胶料强度下降 [14] 。对比添加相同份数改
与 WCB 的胶料的硫化时间，发现添加改性 AT 的胶料
性 AT 与 WCB 的胶料，发现改性 AT 能有效降低胶料
的硫化时间显著低于添加 WCB 的胶料，说明 AT 经半
的扯断伸长率，提高胶料的 300% 定伸应力，进而提
湿法偶联剂和活化分散剂改性后，能有效防止其表面
升胶料的抵抗拉伸变形能力。
沟槽及微孔对硫化剂、促进剂的吸附，进而缩短硫化
2.5 改性 AT 补强力车胎胶料微观结构分析
时间，提高硫化效率，减少能耗，降低生产成本。
当力车胎胶料中改性 AT 的添加量为 60 份时，其
2.4 力学性能分析
在液氮中冷冻折断后的断面 SEM 照片如图 4 所示。从
根据标准 GB/T 1702—2008 对力车轮胎性能
照片中可以观察到一些突出的较亮的颗粒点，应为改
要求，载重型力车胎胎面胶的拉伸强度应高于 11.7
性 AT 的端部，灰黑色的连续相应为橡胶基体。从照
MPa，扯断伸长率应大于 400% ；非载重型力车胎胎

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