一种填料在橡胶补强程度的检测方法及其应用技术

本发明专利技术涉及轮胎生产技术领域，尤其涉及一种填料在橡胶补强程度的检测方法及其应用。本发明专利技术通过测定不同填料份数在相同配方体系下的溶胀指数变化幅度来确定此种填料在此种橡胶中的补强程度。本发明专利技术的检测方法重现性强，判断准确。

【技术实现步骤摘要】
一种填料在橡胶补强程度的检测方法及其应用
本专利技术涉及轮胎生产
，尤其涉及一种填料在橡胶补强程度的检测方法及其应用。
技术介绍
橡胶是一种高弹性聚合物材料，是制造橡胶制品的基础材料。橡胶的种类很多，常用的包含天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶等，其中除了天然橡胶等具有应变结晶能力的自补强橡胶，大多数橡胶为非自补强橡胶，非自补强橡胶在补强改性之前是没有可以实际应用的强度的。补强指能使橡胶的拉伸强度、撕裂强度及磨耗性能同时获得明显提高的作用，橡胶工业主要使用的补强材料是炭黑和白炭黑。不同材料对橡胶的补强作用不同，相同的材料由于材料的粒径、结构度、表面官能团等的不同，补强作用也不同。虽然填料的在橡胶中补强程度特别重要，是区分填料好坏的重要依据，但是在橡胶行业却没有一个通用的填料补强程度测试手段，缺乏一种统一而有说服力的测量方法，一般都是以混炼胶的物理强度或是硬度来进行表征，此种方法操作繁琐，影响因素众多，测试结果误差大。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种填料在橡胶补强程度的检测方法，该方法测量填料在橡胶中补强程度可以精确的对比填料补强性能的优劣。为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种填料在橡胶补强程度的检测方法，该方法包括如下步骤：1)在相同混炼橡胶配方体系中添加不同份数的填料；2)使用国家标准GB7763-1987《硫化橡胶溶胀指数测定方法》测定混炼橡胶的溶胀指数SI；3)计算SIfiller以表征填料产生的交联密度：其中，SIrubber为不填充填料的混炼橡胶溶胀指数，SIpolymer为不同份数填料填充的混炼橡胶溶胀指数；4)计算填料在橡胶中的补强系数k以表征补强程度：其中，Vfiller为填料的体积，Vrubber为橡胶的体积，b为拟合曲线的截距；补强系数k值越大，此种填料在此种橡胶配方体系中补强程度越差，补强系数k值越小，此种填料在此种橡胶配方体系中补强程度越好。作为优选，所述的填料为炭黑、白炭黑、硅藻土、云母、酸钙、陶土、硫酸钡和滑石粉中的一种或多种。作为优选，所述的橡胶配方体系包括橡胶组分、硫化促进剂和硫化剂。作为优选，所述的橡胶组分选自天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶中的一种或多种混合。作为优选，不同份数填料，必须包括无填料的实验方案，最少为三组实验方案，实验方案越多，测试结果越准确。进一步，本专利技术还公开了所述的方法用于橡胶配方体系中填料的选择。本专利技术的创新思路为：填料对于橡胶的补强，在宏观上可以表征为增加橡胶分子链之间的交联密度，而溶胀指数是一种准确的表征橡胶交联密度的测试手段。当混炼橡胶中不使用填料时，混炼橡胶的溶胀指数为SIrubber，当混炼橡胶中使用填料后，由于填料的作用，橡胶分子链之间的作用增强，导致此时混炼橡胶的溶胀指数SI变小，随着填料份数的增加，混炼橡胶的溶胀指数SI会进一步变小。显而易见，如果填料A的补强程度大于填料B的补强程度，那么随着填料份数的增加，填料A的混炼橡胶的溶胀指数下降幅度会大于填料B的混炼橡胶的溶胀指数。因此，本专利技术通过测定不同填料份数在相同配方体系下的溶胀指数变化幅度来确定此种填料在此种橡胶中的补强程度。本专利技术的检测方法重现性强，判断准确。附图说明图1为一种填料在橡胶中补强程度的检测方法原理示意图(补强系数k＝0.6650)。图2为不同炭黑在eSBR1500和sSBR1453中的补强系数。图3为不同白炭黑在sSBRF3626E和sSBRM3626中的补强系数。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清查、完整的描述，进而进一步解释专利技术。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。给予本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术通过测定不同填料份数在相同配方体系下的溶胀指数变化幅度来确定此种填料在此种橡胶中的补强程度。使用国家标准GB7763-1987《硫化橡胶溶胀指数测定方法》测的不填充填料的溶胀指数SIrubber，此溶胀指数表征为不存在填料的情况下，此配方体系下橡胶产生的交联密度。使用相同测试方法得到不同填充份数填料的溶胀指数SIpolymer，此溶胀指数表征为存在填料的情况下，此配方体系下橡胶和填料产生的交联密度。数据结果按照公式2进行计算处理。SIfiller表征此配方体系下除去橡胶产生的交联密度后，填料产生的交联密度。将配方中填料的体积Vfiller与橡胶的体积Vrubber比值作为横坐标，1/SIfiller作为纵坐标，做Vfiller/Vrubber—1/SIfiller曲线，曲线的斜率k值表征了此种填料在此种橡胶中补强程度，定义为补强系数，补强系数k值越大，此种填料在此种橡胶中补强程度越差，补强系数k值越小，此种填料在此种橡胶中补强程度越好。具体原理如图1所示。通过以上方法，测量填料在橡胶中补强程度可以精确的对比填料补强性能的优劣。实施例1对比评价不同炭黑在eSBR1500和sSBR1453补强程度，具体配方见表1。表1不同炭黑评价配方表1脚注：*1：乳聚丁苯橡胶eSBR1500，中石油吉林石化分公司产品。*2：溶聚丁苯橡胶sSBR1453，台橡股份有限公司产品，针对炭黑改性产品。*3：炭黑，卡博特公司产品。*4：环保油V700，宁波汉圣化工有限公司产品。*5：氧化锌，石家庄志亿锌业有限公司产品。*6：硬脂酸，杭州油脂化工有限公司产品。*7：促进剂NS，山东尚舜化工有限公司产品。*8：硫磺，潍坊嘉宏化工有限公司产品。样品的制备：胶料的混炼分两段进行，其中一段在1.8L的啮合型密炼机中进行。二段为终炼段，在双辊开炼机上混炼，具体每段的混炼工艺如下：一段混炼：转子转速为每分钟50转。转子的温控水温度设定为60℃。填充系数：0.7(填充系数指的是密炼机中加入的材料的体积，占整个密炼机中可以混炼空腔体积的比例)。当达到密炼机室温度达到60℃时，开始混炼。0秒时加入所有橡胶，30秒时加入炭黑。密炼机温度上升到95℃时加入操作油。密炼机温度上升到130℃，上顶栓升降一次，扫除。密炼机温度上升到150℃，排胶。终炼混炼：母胶滚筒上混炼均匀，加硫磺、促进剂，左右各切割3次，手动交替打卷和三角包各5次后出片，在室温下放置24小时后，采用无转子流变仪测定硫化曲线，温度为160℃。胶料在25吨平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×(T90+2min)。使用国家标准GB7763-1987《硫化橡胶溶胀指数测定方法》测的不同方案的溶胀指数SI，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种填料在橡胶补强程度的检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n1)在相同混炼橡胶配方体系中添加不同份数的填料；/n2)使用国家标准GB7763-1987《硫化橡胶溶胀指数测定方法》测定混炼橡胶的溶胀指数SI；/n3)计算SI

【技术特征摘要】
1.一种填料在橡胶补强程度的检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)在相同混炼橡胶配方体系中添加不同份数的填料；
2)使用国家标准GB7763-1987《硫化橡胶溶胀指数测定方法》测定混炼橡胶的溶胀指数SI；
3)计算SIfiller以表征填料产生的交联密度：



其中，SIrubber为不填充填料的混炼橡胶溶胀指数，SIpolymer为不同份数填料填充的混炼橡胶溶胀指数；
4)计算填料在橡胶中的补强系数k以表征补强程度：



其中，Vfiller为填料的体积，Vrubber为橡胶的体积，b为拟合曲线的截距；
补强系数k值越大，此种填料在此种橡胶配方体系中补强程度越差，补强系数k值越小，此种填料在此种橡胶配方体系中补强程度越好。


2....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈生，王丹灵，白浩，陈波宇，
申请(专利权)人：中策橡胶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33