的和长期耐用的橡胶制品。结论本文概括地介绍了氢化丁腊橡胶的化学、制造及其各品级。用图表说明了此弹性体的主要特性,业与其他高性能弹性体作了对比。这些特性是:O机械强度高(即使在高温下),耐臭氧性优异,O低温性能好,O耐压缩永久变形性能很好,引,约在40年前,沉淀白炭黑开始进入精细制品的补强填料的领域。在无炭黑的制品中,白炭黑作为一种白色补强材料,它所给予制品品质的强度可与炭黑制品品质的强度相媲美。白炭黑补强性能的一个突出应用是白色轮胎。诚然,自行车胎和摩托车胎行业已充分认识了这一点。白炭黑之所以能在整个轮胎工业中大量应用,是人们发现了它的补强性和无污染性。在炭黑胶料中,最早使用白炭黑的大概是在早期的无内胎载重轮胎的胎圈包布胶,用它可以防止包布胶变形、减少与模型的滑动和防止漏气。白炭黑在硫化胶和未硫化胶中的这个特有的刚性效应,使其发展使用到胎圈和下胎侧的部位中去。28口O耐热性优异,O耐腐蚀性流体性能非常好,O动态性能好。本文未列为HNBR特性的其他性能有:优异的耐磨性、耐臭氧性、耐燕汽性以及耐多种其他流体和化学品的性能。HNBR兼具的这些性能不仅使其成为其他高性能弹性体在许多用途方面的竞争对手,而且还特别适合于汽车、军事/航空航天、油田和工业部门需要的各种用途。(吴私龙译张养泉校)炭黑在轮胎中的应用N。L。HewittPPGIndustries,USA白炭黑在轮胎中的应用通常是根据它能改善耐撕裂性能。采矿、伐木和挖土等使用条件下的越野轮胎的胎面胶需要有很好的杭切割和耐碰击的性能,白炭黑抗撕裂的特性确保了它能部分地取代越野轮胎胎面中的炭黑用量而继续使用下去。今天在轮胎配方中沉淀白炭黑的用量能够增长,是由于白炭黑粒子的表面化学性质不同于炭黑粒子的表面化学性质而产生的某种特殊效应,诸如低滚动阻力、增强织物与钢丝帘线的粘着以及轮胎牵引性能的改善等。上述结果的获得,一般是在配方中用等量的补强白炭黑代替01一25份的炭黑。在轮胎配方中能够如此取代的有:胎面、胎面下层、胎体、缓冲层和缓冲边部胶料。这篇表了最近的实验研究结果,它阐明了白炭黑在高性能、低滚动阻力的胎白面胶和钢丝缓冲层胶的配方中的应用。城脸设计、程序和所用材料胎面配方研究的程序探索了两个可变量的影响:白炭黑用量和总的填料(白炭黑加炭黑用量)。设计中包括偶合硅烷白炭黑O一03份的用量和总的填料0一905份的用量,补强填料用量较高的所有配方中加油量应保持胶料有着相同的硬度,胶料性能的试脸结果以曲线的形式表示之。在含有81份白炭黑的基本配合中,研究了两种树脂对金属枯合的相关影响,其未硫化胶料试片经05℃、3d的湿空气中裸露,硫化胶试片经09℃、sd的湿空气中裸露,它们的粘合疲劳寿命结果以曲线表示。用PPG拉伸疲劳试验评价金属粘合的性能。此动态仪是在恒定应力下工作的。钢丝一橡胶试片是用一股(2+2xo.25mm)的钢丝埋置在一起(31x31x31mm)的胶料中,试片的屈挠试验是在10℃、54N的应力下用8mm的振幅和7Hz的频率进行的。8个同样试片重复试验的剥离周期应适合于Weiblul标图,以获得其特性寿命(在周期的63%时试样失败了),在010℃温度下测得了静态抽出粘着力。胎面动态模量试验,是在DuPotn90900差热分析仪上用953DMA(动态模里数据)模数、频率为1Hz、温度从。℃到010℃的范围内来进行的。用于低滚动阻力胎面胶和钢丝粘合研究的沉淀白炭黑是Hi一15123T一LD,这是一个粒径为91mm、BET比表面积为510m蕊龙的低粉尘产品。用于高性能胎面研究的白炭黑是CItPan。(用3%的硫醉基丙基三甲氧基硅烷处理H卜511210所得)。离性能胎面胶用一个典型的丁苯/顺丁并用胶料,包括高含量苯乙烯和常规含量苯乙烯的充油丁苯橡胶,探索白炭黑和总的填料的影响。这个研究包括9个配方,总的填料(N393十白炭黑)用量为60一90份,偶合硅烷白炭黑变量范围为O至53份,控制硬度为67度(表1,略)。高性能胎面胶的主要特征是良好的牵引性能和低的生热性能。因为有些性能通常是相互矛盾的,所以必须按照它们的相互间的关系,进行综合评价。诚然,不能简单地只提高某一个性能而不顾及其他。在两个温度下,用冲击回弹试脸侧出牵引性能和生热性能。回弹率在温度10℃时反映生热性能(亦反映滚动阻力),在室温下回弹率与牵引性能相关性不大。回弹率曲线(图1,略)指出:在两个温度下随城料的增加回弹率下降。用白炭黑代替炭黑,010℃时的回弹率呈线性增加,但在23℃时则基本无变化。这个关系表明:任一总的坟料中增加白炭黑用量,都将获得较低的生热性能而不损失牵引性能,或者改善牵引性能(需提高总的填料用量)而不升高生热。虽然,增加炭黑用量也可改善牵引性能,但通常会使生热上升。用古德里奇屈挠仪(恒定张力与恒定能量的回弹率对比试验方法)评价生热,白炭黑的实际效应也是明显的(见图2,略)。可以用动态模量数据详细地观察牵引性能。新近一篇论文表明:在。℃时湿牵引与损失模量之间有紧密的相关性,较高的E“值产生较好的湿牵引性能。在总的填料一定而白炭黑的最大量达到18份时,可提高E“值,这一特性的曲线图见图3(略)。每增加一份炭黑,较增加一份白炭黑所增大的E“值略高,但生热也高。胎面胶的边角刚性是轮胎一个很重要的君令才性能,它与快速撕裂响应相关,有关胶料的性能由其复合模量E.表征。图4(略)的曲线指出:全填料达70份以上时,用高达81份白炭黑CItPane代替81份炭黑可提高复合模量E朴值。在有偶合白炭黑的情况下,除了改善牵引性能外,对于扰切割亦有着肯定的效果(见图5,略)。在此研究中得出了:减小切荆的扩张与白炭黑胶料具有较高的伸长率有关,而与坟料的用量无关(见表2,略)。栩盆的枯合沉淀白炭黑在钢丝粘合胶料中的应用是墓于它能抵御潮湿环境,在某些应用中也有利于改善撕裂强度和动态刚性。白炭黑的粘合性能的实验室验证,已用于PPG动态枯合试验程序中(圆盘疲劳试验和张力疲劳试验),评价静态抽出试验则除外。在典型的级冲层胶片配方(表3,略)中,有着几个橡胶与黄铜枯合分离的因素,这与早期的高硫徽用量有关。用圆盘疲劳试验仪测试的硫磺用量的粘着疲劳初步研究结果表明:4份硫徽用量是最低需用量,接近7份的用量也并非罕见。第二粘合体系包括间苯二酚一甲醛(R一F)树脂与六甲氧基甲烷基三聚氛胺(HMMM)相互影响的配合,这个配合改善了原始的古老的粘合体系。第三个较重要的是含钻的黄铜粘合体系,钻是以微量有机钻的形式用于胶料中的。应用此体系,胶料的粘合疲劳性能有所改善,特别是在高湿度和高应力条件下裸璐,或用高温(180℃)硫化的产品,其粘合疲劳寿命更有所改善。然而,在许多情况下,胶料的抗湿性能是由钻对白炭黑的降解作用所决定的〔6〕。很显然,一种粘合体系在与多样的、复282杂的配合剂配合中所起的作用,其最好和最坏的作用是不可预测的。然而,新近在PPG橡胶实验室对黄铜的研究中,对这些复杂问题的某些方面已经有了指导性解释。这篇论文中的工作报告内容,是一个在R一F/HMMM粘合体系中对两种树脂的有关影响的检验,其基本配方是:白炭黑81份,硫磺4份,钻0份,此外,其他一些可变的相互影响的研究,将需要用不同用t的炭黑和硫磺进行重复设计。在此例子中,树脂变量是。一3份,以获得一个适宜的枯合疲劳寿命曲线的设计(表3)。硫化前的样品和硫化后的样品分别在50℃和3d、90℃和sd、相对湿度为100%的条件下老化。在这两种情况下抗张疲劳试验的结果表明:HMMM的最优用盆为1份,增加R一F树脂用量即提高了粘合疲劳寿命(见图6和图7,略)。在这些数据基础上,为了获得最佳粘合疲劳寿命,我们推荐配方:白炭黑81份,高耐磨炉黑37份,硫磺4份,R一F树脂3份,HMMMI份。滚动阻力沉淀白炭黑一个唯一长期被忽视的性质,近年来被人们发现并且业已被扩大了其在轮胎中的应用,包括轿车轮胎胎面胶和载重汽车轮胎胎面胶,就是用白炭黑部分地代替高耐磨炉黑和中超耐磨炉黑生产轮胎胎面胶,以降低轮胎的滚动阻力。这一情况的变化,带来了牵引性能或生热性能的不利损失。为了保持有适宜的抗磨损,白炭黑中必须含有偶合硅烷。另外,可用乙二醇、硫磺给予体和秋兰姆添加剂改变硫化体系统,以保证稳定性和改善生热性能。除配合剂的化学性质外,混炼程序对胶料的性能也有重大影响。在天然橡胶同丁苯1橡胶或同顺丁橡胶并用的胶料中,可利用丁苯橡胶或顺丁橡胶母炼胶的办法来抵销白炭黑对天然橡胶过分的亲和作用,以获得最佳、的附磨损和最优的动态特性。沉淀白炭黑代替炭黑改善轮胎滚动阻力的这一发现,导出了一个考察复杂的实验室试验程序,来预测滚动阻力。轮胎性能同硫化特性之间的相互关系的大量研究,业已确定:在8。一10。℃的正切角是滚动阻力的最佳指标,也表明在相同温度范围内的回弹阻力便于判定比较复杂的和众多的动态模量值。以前关于白炭黑的研究,是根据白炭黑全部或部分取代高耐磨炉黑和其他炭黑在天然橡胶、了苯橡胶和其他聚合物的胶料,在010℃时的回弹效应得来的。在一切聚合物中,白炭黑用量从01份到20份范围内有明显的较高的回弹率(较低的正切角)〔”〕。白炭黑用量较高则需添加硫醇基偶合硅烷,其所获得的回弹率较炭黑胶料的回弹率要高〔4〕,所以,在抗磨耗的应用中白炭黑必须保持有偶合硅烷。配合技术通常采用天然橡胶代替丁苯橡胶和减少填料的办法,以降低滚动阻力,但同时也会降低抗磨耗性能。下面是白炭黑低滚动阻力的应用实例,是通过采用高品级的SAF和采用高硅烷含量的补强白炭黑,以克服这个抗磨耗损失的降低。在前面高性能胎面胶的讨论中,配方设计中的偶合白炭黑和总的填料(用加油的方法保持总的填料胶料的硬度)适宜的变t试验的硫化曲线(见表4和表5,(略),包含有聚乙烯甘油和连二硫酸二系列(3%白炭黑的主要成分)的白炭黑硫化曲线的改变。100℃时的回弹率曲线(图8,略)和08℃时的正切角(图9,略)表明,当白炭黑用量增加时出现大的变化。不像丁苯橡胶的基础研究,在基础研究中有一个最佳的白炭黑用量,在这个体系中继续增加白炭黑的用量至少到30份,会影响回弹率和正切角,如所期望的屈挠试验生热达到相同的位的曲线,见图01(略)。白炭黑取代炭黑,而填料的总量基本保持不变的抗磨耗曲线见图n(略)。这些特性的相关关系,提供了可通过偶合白炭黑取代30份SAF而得到低的正切角、低的生热和优良的耐磨性。结论这篇论文证明了白炭黑的配合研究在轮胎中的几个最新的应用,白炭黑部分取代炭黑的方法和作用有:1.湿牵引和动态刚性的改善不改变生热。2.通过优化树脂用量改善了钢丝帘线的粘合。3低的滚动阻力和高的耐磨性能。(朱绍液译黄诚吞校)28寻
