高嶺土濕法改性及應(yīng)用的研究.pdf

1、綠色輪胎是當(dāng)前輪胎的發(fā)展方向，使用綠色填料是輪胎綠色化的關(guān)鍵途徑之一。我國(guó)是高嶺土資源大國(guó)，因其具有許多良好的理化性質(zhì)和工藝特性，且廉價(jià)易得，目前在輪胎膠料中的應(yīng)用已引起人們廣泛的關(guān)注。由于高嶺土的無(wú)機(jī)親水性及片層結(jié)構(gòu)，使其與橡膠的相容性及在橡膠中的分散性較差，限制了其在輪胎膠料中的應(yīng)用。本文采用三臂遙爪型硼酸酯偶聯(lián)劑和高速分散機(jī)對(duì)高嶺土進(jìn)行濕法原位改性，研究了改性高嶺土在NR、SBR中的應(yīng)用效果。
　　本文研究了硼酸酯改性劑乳液

2、的制備方法。結(jié)果表明：用十二烷基苯磺酸鈉作為乳化劑制備硼酸酯乳液，乳液的粒徑小，分布窄，粘度高，Zeta電位絕對(duì)值高，乳液穩(wěn)定性?xún)?yōu)于聚苯乙烯磺酸鈉、羧甲基纖維素鈉、硬脂酸作為乳化劑的乳液。當(dāng)乳液濃度為2％，乳化劑的用量為改性劑量的2%時(shí)，可以制得長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的改性劑乳液。采用不同的改性時(shí)間和改性劑用量對(duì)高嶺土進(jìn)行濕法改性，應(yīng)用于全鋼子午線輪胎胎面膠中，探究了高嶺土的改性效果。研究發(fā)現(xiàn)，改性高嶺土全部取代胎面膠中的白炭黑后，膠料的加工能耗

3、降低，加工性能改善，硫化膠的拉伸強(qiáng)度和回彈性變大，壓縮生熱降低，滯后損失下降，耐老化性能變好，但300%定伸應(yīng)力、耐磨性、抗撕裂性能下降。當(dāng)改性時(shí)間為10min時(shí)，膠料的綜合性能相對(duì)最佳；隨著硼酸酯用量增加，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度均存在先增大后降低的趨勢(shì)，其他性能則隨用量增大變化不明顯，Zr-201用量為高嶺土用量的2%時(shí)，改性高嶺土/NR復(fù)合材料的綜合性能較好。對(duì)濕法改性高嶺土用于胎面膠的配方進(jìn)行優(yōu)化，研究了Si-69、S、耐磨劑L-72

4、7對(duì)胎面膠性能的影響。結(jié)果表明，隨著Si-69用量的減少，膠料的加工性能變好，拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及動(dòng)態(tài)壓縮性能呈現(xiàn)先變好后變差的趨勢(shì)，而定伸應(yīng)力、硬度略有減小，耐磨性、回彈性變化不大，耐老化性能略有降低，當(dāng)Si-69減少為2份時(shí)膠料具有相對(duì)較好的性能；隨著S用量的增大，膠料的生產(chǎn)速率提高，轉(zhuǎn)矩差值逐漸增大，硫化膠的拉伸強(qiáng)度和耐老化性能略有下降，而定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度、硬度和回彈性則有所增大，耐磨性、動(dòng)態(tài)壓縮性能也逐漸變好，S用量為1.3份

5、時(shí)膠料的綜合性能較好；耐磨劑L-727的加入明顯提高了膠料的撕裂性能和耐磨性能，當(dāng)改性高嶺土與L-727配比為10:5時(shí)，膠料的綜合性能較好。最后將優(yōu)選出的最佳 Si-69用量、S用量及改性高嶺土與耐磨劑配比同時(shí)應(yīng)用在同一膠料中，與原改性高嶺土配方相比，物理機(jī)械性能變好，其中撕裂性能及耐磨性能分別提高了15.1%和18.9%，大大縮小了與原白炭黑配方的差距。與傳統(tǒng)的炭黑、白炭黑填料相比，高嶺土用于SBR中，膠料的混煉能耗低， Payne