橡膠改性用什么硅烷偶聯(lián)劑

為了改善橡膠復(fù)合材料的特性并降低橡膠制品的成本，其有效途徑是進(jìn)行填充改性，即在橡膠中摻合大量的無機(jī)填料或增強(qiáng)劑。由于無機(jī)填料與有機(jī)聚合物在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理形態(tài)上存在著顯著差異，兩者之間缺乏親和性，往往會(huì)導(dǎo)致橡膠制品的加工性能和力學(xué)性能等受到不良影響，為增加無機(jī)物與有機(jī)聚合物之間的親和性，一般可用偶聯(lián)劑來解決這個(gè)問題。 

偶聯(lián)劑能把性能截然不同的兩種物質(zhì)通過化學(xué)或物理作用結(jié)合起來。用偶聯(lián)劑對無機(jī)填料的物理或化學(xué)處理，可以使無機(jī)填料由親水性表面變成親油性表面，從而達(dá)到與有機(jī)聚合物之間的緊密結(jié)合，改進(jìn)復(fù)合材料的各種性能。

因此，偶聯(lián)劑也被稱為無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)界面間的橋梁。近年來，已進(jìn)行過許多偶聯(lián)劑在天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠膠料中的應(yīng)用研究，并且相繼獲得了可喜的成果。

硅烷偶聯(lián)劑是當(dāng)前橡膠工業(yè)發(fā)展最快的偶聯(lián)劑之一，應(yīng)用十分廣闊。20世紀(jì)70年代，人們發(fā)現(xiàn)雙官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑雙-[(三乙氧基硅烷基)-丙基]四硫化物(硅烷偶聯(lián)劑BP-69）對白炭黑有改性作用，可提高白炭黑與橡膠之間的相容性，降低膠料的門尼粘度、生熱和滾動(dòng)阻力，改善膠料的加工性能，提高硫化膠的耐磨性。

硅烷偶聯(lián)劑的引入使白炭黑在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。20世紀(jì)90年代初，全白炭黑填充的“綠色輪胎”的出現(xiàn)使白炭黑的應(yīng)用更為廣泛，進(jìn)而又促進(jìn)了硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展。

一般選用硅烷偶聯(lián)劑的原則是：聚烯烴橡膠多選用乙烯基硅烷；硫黃硫化膠多選用含硫硅烷偶聯(lián)劑，如BP-69；環(huán)氧樹脂一般選用端基是環(huán)氧基或氨基的硅烷；不飽和聚酯多用乙烯基、環(huán)氧基硅烷。

加入硅烷偶聯(lián)劑BP-69，膠料的焦燒時(shí)間和正硫化時(shí)間均隨填料用量的增大而縮短，硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度和定伸應(yīng)力均提高。加入其它硅烷偶聯(lián)劑也會(huì)出現(xiàn)類似結(jié)果，如果用硅烷偶聯(lián)劑BP-189改性白炭黑，可提高硫化膠的物理性能。

硅烷偶聯(lián)劑BP-69與填充劑之間的反應(yīng)發(fā)生在膠料的混煉階段，因此應(yīng)認(rèn)真考慮偶聯(lián)劑與其它配合劑的加料順序。為了達(dá)到理想效果，偶聯(lián)劑和炭黑等填充劑應(yīng)在其它配合劑之前加入，以防止其它配合劑分子占據(jù)填充劑表面，而使其活性受到影響以及被其它配合劑吸收或終止填充劑與偶聯(lián)劑的反應(yīng)。

而偶聯(lián)劑一定要在填充劑之后加入，以使生膠與填充劑之間的相互作用達(dá)到最大。當(dāng)混煉溫度急劇上升至二者反應(yīng)所需的溫度時(shí)，加入硅烷偶聯(lián)劑可使改性效果達(dá)到理想狀態(tài)； 在填充劑已混合均勻并達(dá)到一定的溫度(160℃)后，再加入油和其它配合劑。

值得注意的是，加入硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，混煉溫度不宜超過熱交聯(lián)反應(yīng)溫度，否則會(huì)產(chǎn)生干擾作用。在用硅烷偶聯(lián)劑改性白炭黑的同時(shí)，一般也會(huì)加入醇類活性劑或胍類促進(jìn)劑，以縮短硫化時(shí)間，促進(jìn)硫化反應(yīng)。