Silis presipitese yon ranfòsman enpòtan nan endistri kawoutchou a. Divès pwopriyete li yo afekte rezistans fwotman kawoutchou a dirèkteman oswa endirèkteman lè yo enfliyanse entèraksyon entèfasyal ak matris kawoutchou a, dispèsyon, ak pwopriyete mekanik kawoutchou a. Anba a, apati pwopriyete kle yo, nou analize an detay mekanis enfliyans yo sou rezistans fwotman kawoutchou a:
1. Sifas Espesifik (BET)
Sifas espesifik la se youn nan pwopriyete ki pi fondamantal silica a, li reflete dirèkteman sifas kontak li ak kawoutchou a ak kapasite ranfòsman li, sa ki gen yon enpak siyifikatif sou rezistans fwotman.
(1) Enfliyans pozitif: Nan yon sèten limit, ogmantasyon sifas espesifik la (pa egzanp, soti nan 100 m²/g rive nan 200 m²/g) ogmante sifas kontak entèfasyal ant silica ak matris kawotchou a. Sa ka amelyore fòs lyezon entèfasyal la atravè "efè ankraj" la, amelyore rezistans kawotchou a nan defòmasyon ak efè ranfòsman. Nan pwen sa a, dite, rezistans a tansyon, ak rezistans chire kawotchou a ogmante. Pandan mete, li mwens tandans pou materyèl la detache akòz estrès lokal twòp, sa ki mennen nan yon amelyorasyon siyifikatif nan rezistans fwotman.
(2) Enfliyans negatif: Si sifas espesifik la twò gwo (pa egzanp, depase 250 m²/g), fòs van der Waals yo ak lyezon idwojèn ant patikil silica yo ranfòse, sa ki fasil pou lakòz aglomerasyon (sitou san tretman sifas), sa ki lakòz yon gwo bès nan dispèsyon. Aglomerasyon yo fòme "pwen konsantrasyon estrès" nan kawoutchou a. Pandan mete, ka zo kase gen tandans rive preferansyèlman alantou aglomerasyon yo, okontrè diminye rezistans fwotman an.
Konklizyon: Gen yon seri sifas espesifik optimal (tipikman 150-220 m²/g, varye selon kalite kawoutchou a) kote dispèsibilite ak efè ranfòsman yo balanse, sa ki lakòz yon rezistans optimal kont fwotman.
2. Gwosè patikil ak distribisyon gwosè
Gwosè patikil prensipal la (oswa gwosè agregat) ak distribisyon silica a afekte rezistans fwotman endirèkteman lè yo enfliyanse inifòmite dispèsyon an ak entèraksyon entèfasyal la.
(1) Gwosè Patikil: Gwosè patikil ki pi piti (anjeneral pozitivman korele ak sifas espesifik) koresponn ak pi gwo sifas espesifik ak efè ranfòsman ki pi fò (tankou pi wo a). Sepandan, gwosè patikil ki twò piti (pa egzanp, gwosè patikil prensipal < 10 nm) ogmante anpil enèji aglomerasyon ant patikil yo, sa ki ogmante difikilte dispèsyon an anpil. Okontrè, sa mennen nan domaj lokal yo, sa ki diminye rezistans fwotman.
(2) Distribisyon Gwosè Patikil: Silis ki gen yon distribisyon gwosè patikil ki etwat gaye pi inifòm nan kawoutchou, evite "pwen fèb" ki fòme pa gwo patikil (oswa aglomerasyon). Si distribisyon an twò laj (pa egzanp, li gen patikil ki gen tou de 10 nm ak plis pase 100 nm), gwo patikil yo vin pwen inisyasyon mete (de preferans yo chire pandan fwotman), sa ki lakòz yon diminisyon nan rezistans fwotman.
Konklizyon: Silis ki gen ti gwosè patikil (ki koresponn ak sifas espesifik optimal la) ak yon distribisyon etwat pi benefik pou amelyore rezistans fwotman.
3. Estrikti (Valè Absòpsyon DBP)
Estrikti a reflete konpleksite branche agregat silica yo (karakterize pa valè absòpsyon DBP; valè ki pi wo a endike estrikti ki pi wo a). Li afekte estrikti rezo kawotchou a ak rezistans li nan defòmasyon.
(1) Enfliyans pozitif: Silis ki gen yon estrikti wo fòme agregasyon branche twa dimansyon, sa ki kreye yon "rezo skelèt" ki pi dans nan kawotchou a. Sa amelyore elastisite kawotchou a ak rezistans li nan konpresyon. Pandan fwotman, rezo sa a ka amortize fòs enpak ekstèn yo, sa ki diminye fatig ki koze pa defòmasyon repete, kidonk amelyore rezistans fwotman.
(2) Enfliyans negatif: Yon estrikti twò wo (absòpsyon DBP > 300 mL/100g) fasilman lakòz anmele ant agregat silica yo. Sa lakòz yon ogmantasyon byen file nan viskozite Mooney pandan melanj kawoutchou a, yon move fluidite nan pwosesis la, ak yon dispèsyon inegal. Zòn ki gen estrikti twò dans lokalman yo pral fè eksperyans yon usure akselere akòz konsantrasyon estrès, sa ki diminye rezistans fwotman an.
Konklizyon: Estrikti mwayen (absòpsyon DBP 200-250 mL/100g) pi apwopriye pou balanse processabilite ak rezistans fwotman.
4. Kontni idroksil sifas (Si-OH)
Gwoup silanòl yo (Si-OH) sou sifas silica a enpòtan pou enfliyanse konpatibilite li ak kawoutchou, epi yo afekte rezistans fwotman endirèkteman atravè fòs lyezon entèfasyal la.
(1) Pa trete: Yon kontni idroksil ki twò wo (> 5 gwoup/nm²) fasilman lakòz yon aglomerasyon difisil ant patikil yo atravè lyezon idwojèn, sa ki lakòz yon dispèsyon ki pòv. An menm tan, gwoup idroksil yo gen yon move konpatibilite ak molekil kawoutchou yo (sitou non polè), sa ki lakòz yon lyezon entèfasyal ki fèb. Pandan mete, silika a gen tandans detache de kawoutchou a, sa ki diminye rezistans fwotman an.
(2) Trete ak Ajan Kouplaj Silan: Ajan kouplaj yo (pa egzanp, Si69) reyaji ak gwoup idroksil yo, diminye aglomerasyon ant patikil yo epi prezante gwoup konpatib ak kawoutchou (pa egzanp, gwoup mercapto), amelyore fòs lyezon entèfasyal la. Nan pwen sa a, yon "ankraj chimik" fòme ant silica ak kawoutchou a. Transfè estrès la vin inifòm, epi kale entèfasyal la mwens pwobab pandan mete, sa amelyore rezistans fwotman an anpil.
Konklizyon: Kontni idroksil la bezwen modere (3-5 gwoup/nm²), epi li dwe konbine avèk tretman ajan kouplaj silan pou maksimize lyezon entèfasyal la epi amelyore rezistans fwotman.
5. Valè pH
Valè pH silica a (jeneralman 6.0-8.0) afekte rezistans fwotman prensipalman endirèkteman lè li enfliyanse sistèm vulkanizasyon kawoutchou a.
(1) Twòp asid (pH < 6.0): Li anpeche aktivite akseleratè vulkanizasyon yo, sa ki retade vitès vulkanizasyon an, e li ka menm mennen nan yon vulkanizasyon enkonplè ak yon dansite lyezon kwaze ensifizan nan kawoutchou a. Kawoutchou ki gen yon dansite lyezon kwaze ki ba gen pwopriyete mekanik redwi (pa egzanp, rezistans a tansyon, dite). Pandan mete, li gen tandans pou defòme plastikman ak pèdi materyèl, sa ki lakòz yon rezistans fwotman ki pòv.
(2) Twòp Alkalin (pH > 8.0): Ka akselere vulkanizasyon (sitou pou akseleratè tiazòl), sa ki lakòz yon vulkanizasyon inisyal twò rapid ak yon retikulasyon inegal (twòp retikulasyon lokal oswa pa ase retikulasyon). Zòn ki twò lye yo vin frajil, zòn ki pa ase retikulasyon yo gen yon rezistans ki ba; toulede ap diminye rezistans fwotman.
Konklizyon: Yon asidite net rive yon ti kras asid (pH 5.0-7.0) pi favorab pou yon vulkanizasyon inifòm, sa ki asire pwopriyete mekanik kawoutchou a epi amelyore rezistans fwotman.
6. Kontni enpurte
Enpurte ki nan silica (tankou iyon metal tankou Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, oswa sèl ki pa reyaji) ka diminye rezistans fwotman an lè yo domaje estrikti kawoutchou a oswa entèfere ak vulkanizasyon an.
(1) Iyon Metalik: Iyon metal tranzisyon tankou Fe³⁺ katalize vyeyisman oksidatif kawotchou a, sa ki akselere siyon chèn molekilè kawotchou a. Sa lakòz yon deteryorasyon nan pwopriyete mekanik materyèl la sou tan, sa ki diminye rezistans fwotman. Ca²⁺, Mg²⁺ ka reyaji avèk ajan vulkanizasyon nan kawotchou a, sa ki entèfere ak vulkanizasyon an epi diminye dansite lyezon kwaze a.
(2) Sèl idrosolubl: Yon kontni twòp sèl enpurte (pa egzanp, Na₂SO₄) ogmante igroskopisite silica a, sa ki lakòz fòmasyon ti boul pandan pwosesis kawoutchou a. Ti boul sa yo kreye domaj entèn; pandan mete, fayit la gen tandans kòmanse nan sit domaj sa yo, sa ki diminye rezistans fwotman an.
Konklizyon: Yo dwe kontwole kontni enpurte a yon fason strik (pa egzanp, Fe³⁺ < 1000 ppm) pou minimize enpak negatif sou pèfòmans kawoutchou a.
An rezime, enfliyanssilika presipiteRezistans fwotman kawotchou a soti nan efè sinèjik plizyè pwopriyete: sifas espesifik ak gwosè patikil detèmine kapasite ranfòsman fondamantal; estrikti afekte estabilite rezo kawotchou a; gwoup idroksil sifas yo ak pH kontwole lyezon entèfasyal ak inifòmite vulkanizasyon; alòske enpurte yo degrade pèfòmans lè yo domaje estrikti a. Nan aplikasyon pratik, konbinezon pwopriyete yo dwe optimize selon kalite kawotchou a (pa egzanp, konpoze kawotchou, selan). Pa egzanp, konpoze kawotchou yo tipikman chwazi silica ki gen yon sifas espesifik ki wo, yon estrikti mwayen, enpurte ki ba, epi konbine avèk tretman ajan kouplaj silan pou maksimize rezistans fwotman.
Dat piblikasyon: 22 Jiyè 2025