Page 81 - 《橡塑技术与装备》2023年5期

材料与配方 章羽·有机硅烷官能化碳纳米管可改善硅胎面胶的耐磨性和滚动阻力

图 1 有机硅烷与二氧化硅表面的 —OH 基团结合，再加上附着在橡胶基体上的硅烷的进一步交联，同时进一步交联的
硅烷附着在橡胶基体上
燃油效率（滚动阻力）特性。可能的情况是不完全取 终组成、加工和工作方法。
代二氧化硅，而是两种填充物的混合，其中二氧化硅 从这项前期工作中发现，与有机硅烷结合的 MR
和分子 rebar bound 被耦合到橡胶中，提供混合的增 的强化性质使得一般情况下可以使用较少数量的填料，
强模式，并改善所追求的性能。 无论是炭黑还是二氧化硅，这反过来又对胶料的滚动
阻力产生了巨大的有益影响。我们怀疑这是由滞后的
1 结果 填料 - 填料效应的减少引起的，因为在体积上相互作
为了得到本文介绍的结果，作者前期完成了实验 用的填料较少。如表 2 所示，我们还发现，与二氧化
室工作，以改变纳米管的浓度和官能团的类型，确定 硅相比，Molecular Rebar 在每份负载的刚度基础上具
加工方法和将官能化纳米管送入基体的方法，以及硅 有 10 倍的增强作用，在以滚动阻力为标准的 100% 模
烷（Si69）的浓度与纳米管负载的关系。前期的工作 量增加基础上具有 2 倍的增强作用（60 ℃时的 tanδ）。
主要是串行的，一个实验的输出流向另一个实验的输 使用新型硅烷功能性 Molecular Rebar 以及对照
入，同时进行一些特别设计的实验来寻找浓度极限和 胶料制备了两种优化配方，3 种配方均列于表 3 中。
数量。实验工作极大地指导了本文所示优化配方的最

表 2 对照实验
∆100% 模量 ∆100% 模
31 份油，其他恒定 13 份 MR 或 45 份二氧化硅 26 份 MR 或 90 份二氧化硅 份数差异
/ 单位 RR 量 / 份
初始 100% 模量 初始滚动阻力 最终 100% 模 最终滚动阻力
/（MPa） /（RR） 量 /（MPa） /（RR）
Molecular Rebar ： 2.6 0.074 7.7 0.179 6 13 48.3 0.39
13~26 份
二氧化硅 ：45~90 份 2.4 0.061 4. 0.173 6 45 14.2 0.036

表 3 3 种胶料配方
绿色胎面胶 15.5 油、13 MR、45 Si 20 油，5 MR，60 Si
材料 混炼步骤 单位 / 份 单位 / 份 单位 / 份
SSBR 4525-0 1 80 80 80
BR-Buna CB24 1 20 20 20
新的功能性 MR 1 - 13 5
Ultrasil 7000 GR ( 二氧化硅 ) 1 90 45 60
炭黑 N234 1 6 6 6
硅烷 Si69 1 7.2 3.6 4.8
硬脂酸 1 3 3 3
Vivatec 500 油 1 31 15.5 20
DQ/TMQ 1 2 2 2
抗氧化剂 6PPD 1 2 2 2
微晶蜡 (Akrowax 130) 1 2 2 2
氧化锌 3 3 3 3
硫磺 3 1.7 1.7 1.7
DPG 3 2. 2 2
促进剂 TBBS 3 1.6 1.6 1.6

2023 第 49 卷 ·33·
年