马连湘，郭剑锋，王向宁，何燕(青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061)
随着白炭黑在降低轮胎滚动阻力方面优势的展现，其在橡胶工业中得到了日益广泛的应用。但白炭黑必须经过表面改性才能弥补其不足，常用的表面改性硅烷偶联剂为双一[3一(三乙氧基硅)一丙基]四硫化合物(Si一69 )。本工作研究白炭黑和Si一69对全钢基部胶料热扩散系数(D)的影响。
1实验部分
1.1原材料
天然橡胶，牌号SMR 20，马来西亚进口产品;白炭黑，无锡恒享白炭黑有限公司生产;Si一69，青岛德固萨化学有限公司生产;炭黑N 330，卡博特炭黑有限公司生产;其他均为橡胶工业常用品。
1. 2基本配方
配方1天然橡胶SMR 20 100份(质量，下同)，炭黑N 330 33. 5份，防焦剂CTP 0. 08份，促进剂NS 1. 3份，充油硫黄1. 98份，硬脂酸1. 0份，纳米氧化锌3. 5份，白炭黑变量。
配方2基本同配方I，只是用白炭黑/Si -69替代白炭黑。
1. 3试样制备
常温下按照传统工艺用内蒙古富特橡塑机械有限公司生产的WEI一KAI密炼机对胶料进行密炼。密炼后的胶片用青岛化工机械厂生产的S(X)一160 A型双辊筒炼胶机进一步开炼后出片。胶料放置一段时间后置于深圳佳鑫电子设备科技有限公司生产的HS一100 T一FTMO一2 RT型平板硫化仪上硫化。硫化时间为每个试样测得的正硫化时间，硫化温度为160℃。用刀具将硫化试样加工成直径为12. 5一12.7 mm、厚为2 mm的圆形薄片备用，且保证试样上下表面光滑、平整。
1. 4 D的测定
用德国耐驰公司生产的LFA 447型激光闪射导热分析仪t2t测定试样的D,测试温度20140℃;在每间隔10℃处测试，每点测试3次，结果取平均值。
2结果与讨论
2.1白炭黑用量对胶料D的影响
由图1可见，全钢基部胶料的D随温度的升高而减小，这与以往的研究规律相同[3J。对每一条热扩散曲线进行拟合，通过最小二乘法所得白炭黑用量不同时胶料D随温度变化的关系式列入表1.
再用最小二乘法对图1中所示数据进行线性回归，得到胶料的D随白炭黑用量和温度变化的基本关系式:
式中:X为白炭黑用量;t为温度。
该胶料配方中使用的是未经Si一69改性的白炭黑，故其在橡胶基质中分散得不够均匀。胶料的D在其用量为15份和20份时较小，原因是此时白炭黑的分子极性较高，形成了白炭黑一白炭黑网络结构，其与橡胶基质的亲和力降低，不能形成良好的导热网络结构。因此需对白炭黑表面进行改性，以提高其与橡胶基质的相容性和其自身的分散程度，形成较好的聚合物导热体系。
2. 2白炭黑/Si - 69用f对胶料D的影响
从图2可以看出，添加了Si一69后，全钢基部胶料的D随着白炭黑/Si - 69用量的增加而逐渐增大。在Si -69的作用下，白炭黑和橡胶分子链间的化学结合力显著提高，从而改善了白炭黑与橡胶的相容性，使白炭黑的分散更加均匀，与橡胶基质形成了较好的传热网络结构。同时胶料的勃度亦随Si一69用量的增加而减小，也更有利于提高胶料的热扩散程度。用最小二乘法可得到胶料的D在白炭黑/Si - 69用量不同时随温度变化的关系式(见表2)。
再用最小二乘法对图2中所示数据进行线性回归，得到胶料的D随白炭黑/Si一69用量和温度变化的基本关系式如下:
式中:X为白炭黑/Si -69用量;t为温度。
通过分析比较添加Si-69与否的试验结果还可看出，在白炭黑用量相同的情况下，添加Si -69的全钢基部胶料的D明显增大;且随着Si-69用量的增加，胶料的D也逐步增大，在本试验范围内，白炭黑/Si-69用量为30/6时胶料的D达到最高值。
3结论
白炭黑在Si - 69的表面改性作用下，可以与胶料分子链形成较好的导热网络结构，使其在天然橡胶基质中的分散程度得到改善，从而使胶料的D得以提高。
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