花曙太，刘连波，罗洪罡，张丽丽，马玉净(山东玲珑轮胎股份有限公司，山东 烟台 265400)
摘要：研究硅烷偶联剂Si75和NXT对白炭黑胶料性能的影响。结果表明，与偶联剂Si75胶料相比，偶联剂NXT胶料的门尼粘度较低，硫化时间较长，定伸应力和拉伸强度较小，拉断伸长率较大，动态性能差别不大。
关键词：硅烷偶联剂;偶联剂Si75;偶联剂NXT;白炭黑;丁苯橡胶
绿色环保是当今世界发展主题。白炭黑在胎面胶中应用可以降低轮胎的滚动阻力，减小汽车的燃油消耗。但是，由于白炭黑表面的羟基含量高，极性大，与橡胶相容性较差，在白炭黑胶料中必须使用偶联剂。偶联剂所起的作用主要是改善白炭黑-聚合物界面间的相容性，提高白炭黑在胶料中的分散度，降低混炼胶门尼粘度，改善加工性能，降低生热，从而降低轮胎的滚动阻力。本工作研究硅烷偶联剂Si75和NXT对白炭黑胶料性能的影响。
1· 实验
1.1 原材料
溶聚丁苯橡胶(SSBR)，牌号5025-2(充油型)，德国朗盛化学公司产品。乳聚丁苯橡胶(ESBR)，牌号1739(充油型，高苯乙烯含量)，申华化学工业有限公司产品;牌号1502，中国石化齐鲁石化分公司产品。炭黑N234，华东材料有限公司产品。白炭黑Z1165，韩国罗地亚公司产品。环保芳烃油(TDAE)，汉圣化工有限公司产品。偶联剂Si75，台湾宏柏化工有限公司产品。偶联剂NXT，迈图高科有限公司产品。氧化锌，青岛海燕化工有限公司产品。硬脂酸，江苏如皋化工有限公司产品。防老剂4020，江苏圣奥化学科技有限公司产品。防老剂TMQ，山东华润化工有限公司产品。微晶蜡，德国莱茵化学公司产品。硫黄，山东临沂湖滨化工有限公司产品。促进剂NS，山东阳谷华泰化工股份有限公司产品。促进剂DPG，山东尚舜化工有限公司产品。
1.2 配方
基本配方：SSBR5025-2，55;SBR1739，55;SBR1502，20;炭黑N234，55;白炭黑，40;氧化锌，3;硬脂酸，3;TDAE，8;增塑剂A，3;防老剂4020，2;防老剂TMQ，1.5;微晶蜡，1.5;硫黄，1.5;促进剂NS，1.0;促进剂DPG，1.3;硅烷偶联剂(变品种)，4;其他，3。
1#配方添加偶联剂Si75，2#配方添加偶联剂NXT。
1.3 主要设备和仪器
GK1.5N型密炼机，德国克虏伯公司产品;XLB160型开炼机，烟台化工机械厂产品;CMT4503型万能试验机，深圳新三思材料检测有限公司产品;MV2000型门尼粘度仪、MDR2000硫化仪和RPA2000橡胶加工分析仪，美国阿尔法科技有限公司产品;动态力学性能分析仪，德国GABO公司产品。
1.4 试样制备
胶料采用3段混炼。一段混炼在密炼机中进行，填充因数0.75，转子转速85 r·min-1，混炼工艺为：生胶→压砣40 s→1/2炭黑、白炭黑、TDAE和硅烷偶联剂→压砣→排胶(160 ℃)，停放8 h。二段混炼在密炼机中进行，填充因数0.72，混炼工艺为：一段混炼胶→剩余1/2炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、微晶蜡和增塑剂A→压砣→排胶(160 ℃)。三段混炼在开炼机上进行，混炼工艺为：二段混炼胶→硫黄、促进剂→混炼均匀后下片。
1.5 性能测试
胶料物理性能按相应国家标准进行测试，动态力学性能按企业标准进行测试。
2 ·结果与讨论
2.1 偶联剂分子结构
偶联剂Si75分子结构如图1所示，偶联剂NXT分子结构如图2所示。可以看出，偶联剂NXT的硫含量低，有助于改善胶料的加工性能，高温条件下混炼胶不易焦烧。
2.2 胶料硫化特性
胶料硫化特性见表1。可以看出，与偶联剂Si75胶料相比，偶联剂NXT胶料的门尼粘度较低，门尼焦烧时间相同，M L和M H较小，t 90较长。
2.3 胶料物理性能
胶料物理性能见表2(硫化条件：151 ℃×30min)。可以看出，与偶联剂Si75胶料相比，偶联剂NXT胶料的定伸应力和拉伸强度较低，拉断伸长率较大，这可能与偶联剂NXT的硫含量较小有关;撕裂强度和回弹值相当。
2.4 胶料RPA2000橡胶加工分析仪应变扫描
胶料RPA2000橡胶加工分析仪应变扫描结果如图3所示(应变扫描测试条件：温度100 ℃，频率0.5 Hz)。可以看出，与偶联剂Si75胶料相比，偶联剂NXT胶料的培恩效应较低，说明偶联剂NXT胶料中白炭黑分散较好。
2.5 胶料动态力学性能分析
胶料动态力学性能分析仪温度扫描结果如图4所示(温度扫描条件：温度范围-60~80 ℃，静态应变5%，频率10 Hz，稳定时间300 s，升温速率2.0K·min-1，500 N传感器)。可以看出，加入偶联剂Si75和偶联剂NXT胶料的动态力学性能差别不大。
3· 结论
(1)与偶联剂Si75胶料相比，偶联剂NXT胶料的门尼粘度较低，加工性能好;硫化时间稍长;定伸应力和拉伸强度较低，拉断伸长率较大，撕裂强度和回弹值相当。
(2)偶联剂Si75与偶联剂NXT胶料的动态性能影响差别不大。
