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硅烷偶联剂A-171湿法改性白炭黑及其应用
编辑:龙凯化工  来源:www.longkom.com  发表时间:2018-6-19

  白炭黑即无定形二氧化硅具有质地轻、耐高温、化学稳定性好等特点,作为一种重要的无机化工产品,主要应用于橡胶、吸附剂、涂料、药物、功能材料等领域。传统工艺生产的白炭黑,由于表面存在大量的硅羟基而具有亲水性,不能很好地分散在橡胶胶料中,使得补强性较差。对白炭黑进行表面改性,降低其表面硅羟基含量,提高其疏水性及在橡胶中的补强性已成为近年来研究热点。

  以硅烷偶联剂A-171( 乙烯基三甲氧基硅烷) 为改性剂对白炭黑进行表面改性,并将改性白炭黑用作丁苯橡胶补强剂,改善了橡胶的加工性能,缩短了硫化时间,提升了橡胶的耐磨性和力学性能。

  改性时间为90min,pH为2.8,改性剂质量分数为2.6%,采用单因素试验法考察改性温度对白炭黑性能的影响,白炭黑的活化度随温度的升高而增加,90℃达到最高值;白炭黑表面羟基数随温度的升高不断减少,90℃达到最低值。反应温度过低,反应速度慢;反应温度过高,加剧了硅烷偶联剂A-171水解羟基间的自聚,使得改性效果变差。改性效果与硅烷偶联剂在体系中水解及缩聚发应有关。硅烷偶联剂处在弱酸或中性体系中,硅烷偶联剂水解产物缩合速度比较快而形成多聚物,导致与白炭黑表面羟基作用的活性下降。酸性过大,硅烷偶联剂A-171的水解速率较慢。pH为2.5时,硅烷偶联剂A-171的水解速率较快,而缩合反应较慢,从而对白炭黑表面羟基改性效果最好。

  白炭黑的活化度随硅烷偶联剂A-171质量分数的增加而提高,硅烷偶联剂A-171质量分数为3%时达到最高值;白炭黑表面羟基数随A-171质量分数的增加而减少,硅烷偶联剂A-171质量分数为3.0%时达到最低值。这是由于改性剂质量分数较小时,反应不充分,活化度低,白炭黑表面羟基数多。偶联剂A-171质量分数为3%时,白炭黑表面活性羟基已基本转化,再增加硅烷偶联剂A-171质量分数,白炭黑活化度与表面羟基基本保持不变。因此,适宜改性剂质量分数为3%。将白炭黑进行炼胶实验,橡胶的门尼黏度、体积磨耗、硫化时间随着硅烷偶联剂A-171质量分数的增加逐渐降低而后趋于平稳,拉伸强度、定伸应力等力学性能呈先增大后减小的趋势,在硅烷偶联剂A-171质量分数为3.0% 时最大。

  乙烯基硅烷A-171 http://www.longkom.com/ShowProducts/?132-1.html