高分散白炭黑与轮胎橡胶培训课件.ppt

橡胶的动态粘弹性——动态模量 动态模量是复数模量（随频率、温度、应力而变） 模量的单位：达因每平方厘米（压强） E ’ 为实数模量或称储能模量,反映的是材料的刚性，即变形过程中物体弹性变形难易程度。 E ‘’为虚数模量或称损耗模量,即材料被振荡过程中不可逆地转化为热量的耗散性能，反映了材料的粘性。 交变应力 损耗（外在现象，生热） 滞后（内在原因，粘性） 橡胶的动态粘弹性——损耗角正切 表示材料耗能和贮能的相对强度，代表一个体系的机械阻尼或内耗 ? =0， tg ? =0, 没有热耗散（胡克固体） ? =90°， tg ? = ?, 全耗散掉（牛顿流体） 这种由于力学滞后而使机械功转换成热的现象，称为力学损耗或内耗（频率、温度、应力）。 动态粘弹性对轮胎的影响： 1、 2、 聚合物动态粘弹性总结 轮胎在高速行使相当长时间后，立即检查内层温度，为什么达到烫手的程度？ 用动态粘弹性预测轮胎使用性能 动态粘弹性预测轮胎使用性能的常用基本参数如下：1.剪切方法：G* 复数剪切模量 G* = G′+ G″(矢量和) G′: 与弹性和能量储存有关。弹性剪切模量、储能剪切模量 G″: 与粘性能量耗散有关。损耗剪切模量2.拉伸方法：E* 复数法向模量 复数杨氏模量 E* = E′+ E″(矢量和) 损耗角正切（损耗因子）：Tanδ= G″/ G′= E″/ E′3.柔量定义为1/G(模量倒数) ：J* 复合柔量 J′储存柔量 J″损耗柔量 滚动阻力（节能）：科学家指出50-100 ℃下的Tanδ与滚动阻力有关。 Tanδ值越小，耗散能越小，滚动阻力越低（米其林的测试方法）。 生热和热老化： 轮胎破坏通常发生在温度较高的部位,如胎肩。因此使用滞后作用小的胶料对降低轮胎在行驶中的生热量至关重要。用75℃温度下的胶 料的损耗因子Tanδ值表征轮胎的生热性，损耗因子小轮胎的生热低耐久性好（和对滚动阻力的要求一致） 。 橡胶动态性能与轮胎性能的相关性 湿牵引性能和湿操作性能（安全）：轮胎75 ℃下滚动变形频率约为10-100HZ，但是由于路面不平整，轮胎滑动中决定抗湿滑的轮胎表面在室温下的微观变形频率为105～106HZ，但是这种高频下无法测定实际粘弹性，故改用用0 ℃下的Tanδ值或损耗模量G″预测湿牵引性（ 0 ℃和10-100HZ频率条件下测的Tanδ值与室温106HZ频率下的计算值相关，值高好）。 耐磨性：DIN磨耗和阿克隆磨耗。 干操作性能和乘坐舒适性：增大胎冠胶料在室温下的动态模量或复合模量，可增大转弯系数即改善轮胎的操纵性。而改善乘坐舒适性，应降低室温下动态模量或复合模量（合理硬度67-70）。 干牵引性：干路面条件下的摩擦力约为湿路面条件下的3倍。60℃条件下轮胎在干路面上滑动时，胎面表面的微观变形频率为105～106HZ，由于该高频下无法测其实际粘弹性，故改用室温下低频的损耗因子值表征（与60℃高频损耗因子值相关）。 冰雪路面牵引性能：雪地轮胎一般采用NR和BR并用配方，以获得低温下的低动态模量。低Tg聚合物与较低用量炭黑相结合可降低低温下的动态模量（炭黑对交联密度有很大影响）。 轮胎胶料的滞后损失—内摩擦 高分散白炭黑在轿车胎面胶 以白炭黑补强为主的白炭黑和炭黑并用（轿车，静电积累，高分散白炭黑可以最大程度的改善轮胎磨耗和抗湿滑性问题） 高分散白炭黑在轿车胎面胶（续1） 用偶联剂对白炭黑进行化学键方式补强 俗称Si 69 ， 双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物 高分散白炭黑在轿车胎面胶（续2） 高分散白炭黑在轿车胎面胶（续3） 注：γ-氯丙基三乙氧基硅烷(CPTES) 高分散白炭黑在轿车胎面胶（续4） 选择好合适的橡胶基料 高分散白炭黑性能的典型鉴定配方 罗地亚的高分散白炭黑产品线 * 目录 一 高分散颗粒的基本概念和表征 二 沉淀白炭黑的表面活性 一 高分散颗粒的基本概念和表征 700和H600的粒径区别 超微颗粒的不溶性 分散程度的相对性 软团聚和硬团聚 软团聚 颗粒之间以弱作用力相粘连。 例如：范德华力、静电力和氢键。 一般的化学或机械作用即可分散开。 硬团聚 颗粒之间以强作用力相粘连。 例如：离子键和共价键。 需要高能球磨才能够分散开。 二次粒径 一 高分散颗粒的基本概念和表征 一次粒径 ——SEM电镜下的硬团聚（银粉） —— FE-SEM电镜下的JINSIL H600 一 高分散颗粒的基本概念和表征 聚集体=硬团聚 一