填充剂与NR/BR相互作用研究贾红兵，陈跃红,张先如，张士齐，刘卫东（南京理工大学高分子系，江苏南京210094）摘要:利用氨离解物理吸附键的方法，研究了炭黑、白炭黑/偶联剂及炭黑/偶联剂/白炭黑与l\B/BR的和互作用及英对硫化胶性能的影响。结果表明：橡咬炭黑相互作川中共价键占40%.物理作用占优势，橡胶偶联剎白炭黑相互作用中共价键占66%;橡胶•偶联剂白炭黑•炭黑相互作用中共价键占71%-73%,大于白炭報或炭黑单用的情况。关键词：炭黑；白炭黑;NR：BR；相互作用中图分类号:TQ330.3&TQ332.1+2；TQ333.2文献标识码：A文章编号：1（）00890X（2002）1H065004橡胶补强是从1904年采用炭黑开始的，1912年在伦胎胎面中加入炭黑后，人幅度提高了伦胎的行驶电程和使用寿命，橡胶补强剂及补强机理因此成为研究热点众多研究者从补强剂与橡胶之间的流体力学作用、物理作用和化学作用以及补强剂自身网络作用对橡胶补强的影响进行了广泛深入的研究。Donnet111认为：流体动力学效应在补强总作用中约占5%~15%,补强剂与橡胶的物理作用和化学作用冇重要的影响。Wolff121根据SBR・炭黑N33O结合橡胶在100°C甲苯中的溶解试验，认为炭黑•橡胶的化学作用最多占23%,主要是物理作用，他述根据氨离解物理吸附键的实验，认为白炭黑•橡胶的物理吸附达85%oWagner1刖根据陶±和白炭黑偶联询后硫化胶磨耗指数的变化，认为化学作用对补强的贡献占45%,物理作用占55%oDonnet1訂认为橡胶的填充补强是很重要的工艺问题。由此可见,对橡胶补强的文献观点和理论冇许多矛盾之处。木实验采用氨离解物理吸附键的方法引，研究了炭黑、白炭黑/偶联剂KH-846及炭黑/白炭黑/偶联剂KH-846与NR/BR的相互作用及其对硫化胶性能的影响。基金项目：国家自然科学基金资助项冃（29674013）作者简介：贾红兵（1967）,女，江苏扬州人，南京理工大学高分子系副教授，两士，主要从事髙分子材料方面的教学与科研1实验11原材料及试验配方NR,1#烟胶片，马来西亚产品;BR,齐鲁石化公司产品;沉淀法白炭黑，南京橡胶厂提供;双⑺（三乙氧基川硅烷基）丙基］四硫化物（偶联剂KH-846）o试验配方如表1所示。表1试验配方份绢a配方编号组分1234567炭黑N330—5550402010—白炭黑一一515304555偶联剂一一（）・83578.5注：配方其它纽分：NK/BB65/35.硫黄2.5.促进剂CZ0.&*更脂酸2,防老剂401ONA3.防老剂RD2.氧化锌5.凡士林7O12性能测试拉伸性能实验按GB/T528-1998标准在ShimaclzuDZ10KN电子拉力试验机上进行（拉伸速度500min"）。撕裂强度按GB/T529—1999标准测定。用平衡溶胀法测试的交联密度由下式求得51:归［ln（1-Vr）+匕+XVr］/Ks（VrI/2-Vr/2）其中V——交联密度,mol-cm-3;-溶剂的摩尔体Hcm'-mor1;-溶胀试样中硫化胶的体积分数；聚合物与溶剂的相互作用参数。工作找1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPubMlwigVr=［（叭-叭）/»/引/［（叭-叭）/”/以+（队-叭）/PJ式中Wd—溶胀试样干燥后的质量,kg;肌——试样溶胀后质m,kg；Wo——试样起始质量,kg;b——配方中（填料+氧化锌）的质量分数；ft—橡胶密度,kg-m'3;Ps—溶剂密度,kg-m'3o木交联密度测定用苯作溶剂，人二89.4cm3*moP*,Ps=865kg*m-3,精确称取0.5g样品，用细绳将试样悬挂在苯溶剂或氨氛下苯溶剂中,使Z不与容群壁接触，溶胀5<1后，取出，吸干试样表面的溶剂，迅速称重，再于100°C下干燥至恒重后，称重。2结果与讨论2.1不同填充体系硫化胶的物理性能表2所示为不同填充体系NR/BR胶料硫化特征和物理性能。从表2可见，体系中加入不同用量的白炭黑和偶联剂后,均使胶料的正硫化吋间发牛改变,白炭黑的用量越人胶料的正硫化时间越氏，这是因为白炭黑表面的Si-OH具有较强的吸附力，由于它对配合剂，特别是对硫化促进表2NR/BR硫化胶的硫化特性及物理性能项目配方编号1234567/90(143C)/min5.34.75.25.57.27.49.7100%定伸应力/MPa0.出2.62.42.62.12.22.5拉伸强度/MPa2.58.38.910.111.315.813.9扯断伸长率/%340220250265360460390扯断永久变形/%2.93.63.948.520.212.3邵尔A型唤度/度4666646463.86871.8100-CX72h老化示拉伸强度/MPa1.85.15.66.57.611.310.1扯断伸长率/%220120160160200280240邵尔A型...