环保型溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶与白炭黑的相互作用研究

研究环保型溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶与白炭黑的相互作用及其对胶料性能的影响。结果表明:随着BR用量增大,SSBR/BR并用胶的Payne效应增强,白炭黑分散性降低,交联密度和硫化速率增大,拉断伸长率、撕裂强度、回弹值和耐磨性能总体提高,抗湿滑性能降低;与SSBR2564S/BR并用胶相比,端基硅偶联的SSBR72612S/BR并用胶与白炭黑的相互作用较强,白炭黑分散性更好;加入BR可以降低SSBR72612S的门尼粘度,提高SSBR72612S/BR并用胶的物理性能和耐磨性能,降低滚动阻力。     

白炭黑填充不同牌号溶聚丁苯橡胶的性能对比

在分析了不同牌号溶聚丁苯橡胶(SSBR 5025-2、72612 S、2564 S)分子结构的基础上,研究了白炭黑填充SSBR硫化胶的物理机械性能、动态力学性能,并用橡胶加工分析仪探讨了白炭黑的网络化结构及其与SSBR的相互作用。结果表明:3种SSBR生胶中,72612 S的相对分子质量最大,分子量分布指数最小,5025-2的相对分子质量最低,分子链柔顺性最好,2564 S的分子链柔顺性最差;3种SSBR硫化胶中,72612 S的拉伸强度和定伸应力最大,扯断伸长率最低,耐磨性最好,滚动阻力最小,抗湿滑性能与2564 S基本相当,而5025-2的回弹性、生热和压缩永久变形最高,耐磨性和动态力学性能最差,三者的撕裂强度和硬度相差不大;白炭黑在72612 S中分散性最好且两者的相互作用最强,而在5025-2中分散性最差,Payne效应强,与橡胶基体的相互作用最弱。     

炭黑和白炭黑与不同SSBR的相互作用研究

选取微观结构相似的锡偶联和硅偶联溶聚丁苯橡胶(SSBR)为橡胶基体,分别使用炭黑和白炭黑进行补强,研究其相互作用及其对硫化胶性能的影响。结果表明,在端基硅偶联SSBR中白炭黑的分散好于炭黑的分散,在端基锡偶联SSBR中炭黑的分散好于白炭黑的分散,说明白炭黑、炭黑分别与硅偶联和锡偶联SSBR有较强的相互作用。炭黑补强能使锡偶联SSBR获得较好的物理机械性能,而白炭黑补强硅偶联SSBR具有更低的动态生热性能。     

白炭黑/炭黑共混比对溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了白炭黑/炭黑共混比对部分端基硅偶联和非偶联环保型SSBR的物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,填料总量不变时,随着白炭黑用量的增加,橡胶与填料间的相互作用增强,部分端基硅偶联橡胶与填料的相互作用更强;体系中白炭黑含量增加,硫化胶的抗湿滑性、耐磨性提高,滚动阻力下降;可根据实际使用要求选择合适的白炭黑/炭黑并用比。     

部分端基硅偶联溶聚丁苯橡胶并用胶的性能

分别制备了部分端基硅偶联溶聚丁苯橡胶(SSBR)与顺丁橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、乳聚丁苯橡胶(ESBR)的并用胶,研究了并用比(质量比)对并用胶硫化胶力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,随SSBR含量增加,并用胶中白炭黑的分散性提高;随BR、NR、ESBR的含量增加,SSBR并用胶的力学性能得到改善;BR的加入使得SSBR并用胶的耐磨性得到改善;并用胶的抗湿滑性随SSBR含量的减少而变差;3种SSBR并用胶的滚动阻力均较低。     

硫化时间对绿色轮胎胎面胶交联网络结构与性能的影响

针对以溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶为主体材料的绿色轮胎胎面胶,研究在不同硫化时间下未填充白炭黑的SSBR/BR并用胶(简称未填充白炭黑体系胶料)及填充白炭黑的SSBR/BR并用胶(简称填充白炭黑体系胶料)形成的交联网络结构与性能变化。结果表明:对于未填充白炭黑体系胶料,随着硫化时间的延长,硫化胶的交联密度略有降低,硬度、定伸应力、拉伸强度和回弹值等变化不大,撕裂强度提高,拉断伸长率和耐伸张疲劳性能降低;对于填充白炭黑体系胶料,随着硫化时间的延长,硫化胶的填料网络结构化程度逐渐提高,交联密度略有增大,键能较低的多硫键减少,键能较高的单硫和双硫键增多,硫化胶的拉伸强度、回弹值、耐伸张疲劳性能和耐磨性能基本不变,生热和滚动阻力降低;未填充及填充白炭黑体系硫化胶的耐老化性能均随硫化时间的延长而逐渐提高,这表明以SSBR/BR并用胶为主体材料的胎面胶即使在高温下硫化较长时间,仍具有较好的性能。     

白炭黑和白炭黑/炭黑并用补强末端基改性溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶的性能研究

研究白炭黑和白炭黑/炭黑并用补强单、双末端基改性溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶的性能。结果表明:SSBR末端基改性,尤其是双末端基改性,能够显著提高SSBR与白炭黑的相容性,从而提高SSBR/BR并用胶的综合物理性能和动态力学性能;SSBR的末端基改性效果在白炭黑/炭黑并用时不能有效发挥,白炭黑/炭黑并用补强末端基改性SSBR/BR并用胶的综合物理性能和动态力学性能均逊于白炭黑补强末端基改性SSBR/BR并用胶。     

硅烷化反应对端基改性溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响

将端基改性溶聚丁苯橡胶(SSBR)与顺丁橡胶(BR)并用,采用白炭黑作主要补强剂,并配合偶联剂Si69,研究硅烷化反应对胶料性能的影响。结果表明:与未进行硅烷化反应的胶料相比,进行硅烷化反应的混炼胶门尼粘度降低,焦烧时间缩短,硫化速度明显加快;进行硅烷化反应的硫化胶定伸应力和回弹值明显增大,生热和滚动阻力降低,抗湿滑性能提高。硅烷化反应可有效提高端基改性SSBR/BR并用胶性能,特别是动态力学性能。     

白炭黑填充3种SSBR胶料基本性能的研究

考察了高分散白炭黑1165MP用量对溶聚丁苯橡胶（SSBR）5025-2,72612S以及2564S基本性能和动态性能的影响。结果表明,随白炭黑用量的增大,3种SSBR的力学性能增强,耐磨性存在最佳值;白炭黑用量增大不利于改善动态力学性能,即压缩生热增高,压缩永久变形变大,抗湿滑性下降,滚动阻力增大。SS-BR2564S和SSBR72612S的动态性能好于SSBR5025-2。     

白炭黑增强溶聚丁苯橡胶2557 S/顺丁橡胶 9000并用胶的性能

采用白炭黑增强体系,对环保型溶聚丁苯橡胶（SSBR,牌号为2557 S）与顺丁橡胶（BR）并用胶性能进行了研究。结果表明,随着BR用量的增加,SSBR/BR混炼胶的加工性能逐渐好转,硫化时间缩短;随着BR用量的增加,SSBR/BR硫化胶的拉伸强度、定伸应力、硬度和DIN磨耗量逐渐降低,扯断伸长率和回弹性逐渐增大,压缩生热趋向升高,耐曲挠割口性能趋向劣化,而抗热氧老化性能则逐渐降低,耐低温性能变好,抗湿滑性能大幅下降,操控性能小幅下降,滚动阻力变化不大。     

白炭黑增强四种不同高乙烯基溶聚丁苯橡胶的性能比较

研究了白炭黑增强的两种国产的溶聚丁苯橡胶(SSBR)的微观结构、硫化特性、基本力学性能、填料分散性、抗湿滑性及滚动阻力,并与两种国外同类产品进行了比较。结果表明,四种SSBR生胶中,国产的SSBR2564S、SSBR2557S及国外的SSBR2550的分子量分布相当,而国外的SSBR6270属于偶联型的,分子量分布宽;四种胶料的硫化特性相近、加工安全性能相当;四种SSBR硫化胶中,SSBR6270的撕裂强度、断裂伸长率最大,其余三者的力学性能相近;这四种SSBR硫化胶都具有优异的耐磨性能、滚动阻力和抗湿滑性。综合来说,国内的SSBR2564S、SSBR2557S与国外的SSBR2550、SSBR6270差异不大,而且这四种SSBR都可以用来作为低滚动阻力胎面胶的基础胶料。     

偶联剂类型对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

从力学性能、动态压缩疲劳生热、动态力学性能等方面对比了分别由SnCl_4和SiCl_4偶联的溶聚丁苯橡胶(SSBR)与白炭黑所制备复合材料的性能,并利用测定结合橡胶含量、橡胶加工分析仪及Kraus模型等手段探讨了两种SSBR与白炭黑的相互作用。结果表明,与用SnCl_4偶联所制备的SSBR相比,经SiCl_4偶联制得的SSBR与白炭黑的相互作用力更强,白炭黑的分散性更好。所制备SSBR/白炭黑复合材料的力学性能更好,压缩温升更低,滚动阻力更小,抗湿滑性能更好。     

改性纳米二氧化硅的制备及其在溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶中的应用

摘要：以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为修饰剂,采用液相原位表面修饰技术,制备了可分散性纳米二氧化硅,并将这种改性后的纳米二氧化硅应用到溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶体系,对其进行力学性能、磨耗性能、流变性能测试,考察了修饰剂的不同用量对复合材料上述性能的影响。傅里叶红外光谱表明,KH570已经成功通过化学键键合在二氧化硅表面,扫描电镜显示其团聚减弱,分散性提高。橡胶纳米复合材料的力学性能有所改善,在修饰量为25-50mmol/kg时性能最佳;耐磨性能明显提高,尤其是修饰量为50mmol/kg时,磨耗体积最少,降低了33.85%;明显降低了Payne效应,减弱了二氧化硅的团聚,提高了其在橡胶基体中的分散性。     

高性能轿车轮胎胎面材料应用发展趋势

从溶聚丁苯橡胶(SSBR)、顺丁橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、补强材料和硅烷偶联剂等方面阐述在平衡高性能轮胎湿地抓着性能、滚动阻力和耐磨性能方面新型材料,包括改性SSBR和BR、液体BR、环氧化NR、白炭黑与其他无机填料共沉形成的杂合材料、新型硅烷偶联剂等的应用技术和发展趋势。     

Vulcanization accelerator functionalized nanosilica: Effect on the reinforcement behavior of SSBR/BR

The application of nanosilica in high performance tire highly depends on its uniform dispersion in rubber matrix. A series of dispersible nanosilica (denoted as DNS) modified by diphenyl guanidine (denoted as DPG, a vulcanization accelerator) were synthesized by liquid phase in situ surface chemical modification. The structure of the as‐obtained DNS‐DPG fillers was investigated in relation to Fourier transform infrared spectrometric analysis, thermogravimetric analysis, dynamic light scattering test, and transmission electron microscopic observation. It was found that the rubber vulcanization accelerator DPG was successfully grafted onto the surface of nanosilica, thereby effectively preventing the silica nanoparticles from agglomeration and significantly reducing the average particle size. The reinforcing effect of the DPG‐modified DNS nano‐fillers for the solution polymerized styrene butadiene rubber/butadiene rubber (denoted as SSBR/BR) was dependent on the fraction of the modifier DPG; in particular, when the amount of modifier DPG is 135.25 mmol/kg (denoted as DNS‐DPG‐3), silica exhibited very homogeneous dispersion in the SSBR/BR matrix, which contributed to significantly enhancing the filler‐rubber compatibility. As a result, SSBR/BR/DNS‐DPG‐3 nanocomposite exhibited the best mechanical properties, integrated high abrasion resistance and low rolling resistance. The modified silica not only possessed the effect of accelerating the crosslinking reaction, but also showed the reinforcing effect. This could make it feasible for SSBR/BR/DNS‐DPG nanocomposite to find promising application in green tire tread. POLYM. ENG. SCI., 59:1270–1278 2019. © 2019 Society of Plastics Engineers     

Enhancing silica dispersion and interfacial interaction in styrene butadiene/silica rubber composites by using epoxidized styrene butadiene rubber as interfacial compatibilizer

It is usually desired but often challenging to improve the wet traction, and reduce the abrasion and rolling resistance simultaneously in tread rubber, which is referred to as “magic triangle” in tire industry. To fulfill this goal, the filler dispersion and interfacial interaction required to be improved, as they are two essential factors to concurrently govern the ultimate properties of rubber composites. Herein, we synthesized the epoxidized solution polymerized styrene butadiene rubber (ESSBR) with different epoxy level, and used them as interfacial compatibilizer to promote the silica dispersion and silica/rubber interfacial interaction. The epoxy of ESSBR would react with silanol on silica surface and co-crosslink with SSBR simultaneously, therefore build a strong bridge between rubber matrix and filler. By incorporation of 20 phr of ESSBR-15% (15% of double bonds on main chain was epoxidized), the wet grip was improved by 40%, and DIN abrasion and rolling resistance were reduced by 38% and 21%, respectively with hardly sacrifice the mechanical properties. We envisage that this study provides an approach for the fabrication of rubber composites with improved silica dispersion and strengthened interfacial interaction.     

溶聚丁苯橡胶与不同结构顺丁橡胶并用的SiO2/SSBR/BR复合材料性能研究

传统的镍系顺丁橡胶BR9000和四种稀土顺丁橡胶以低并用比（25phr）与SSBR并用时,BR9000与SSBR并用的硫化胶性能与稀土顺丁橡胶并无明显差距,有些性能还要比一些稀土顺丁橡胶更加优良。稀土顺丁橡胶CB24在物理机械性能方面表现出较好的综合性能。具有长链支化结构的稀土顺丁橡胶Nd24EZ具有最高的直角撕裂强度和最低的裂纹扩展速率。具有长链支化结构和高门尼粘度的稀土顺丁橡胶Nd22EZ则具有最佳的滚动阻力和抗湿滑性能。CB24虽然在抗湿滑性能方面表现优良,但其滚动阻力性能在五种顺丁橡胶中是最差的。Nd22EZ与Nd24EZ与白炭黑的相互作用力最强,白炭黑分散最好,表现出最低的佩恩效应。CB24和SKD-NDII则与白炭黑相互作用力较弱,白炭黑分散较差,佩恩效应最强。