硅烷化纳米二氧化硅填充橡胶的动态行为

研究了等量沉淀法二氧化硅纳米填料对不同橡胶，包括添加与未添加元素硫的天然橡胶（NR），合成聚异戊二烯（IR），聚丁二烯（BR）和聚（苯乙烯丁二烯）共聚物（SBR）的硫化性能和动态性能的影响。用双（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫烷（TESPT）对二氧化硅表面进行预处理，以便让二氧化硅与橡胶发生化学结合。主要通过添加最佳促进剂（TBBS）和活性剂（ZnO）利用TESPT中的硫使橡胶硫化，这有助于在橡胶和填料间形成硫化学键。在15-1000μm双振幅（DSA）、-130～100℃温度和1～100Hz频率条件下，测定了填充橡胶的硫化性能、门尼粘度、玻璃化温度、结合橡胶和交联密度以及动态性能（包括tanδ、损耗模量G″和储存模量G′）与振幅的依存关系。结果表明，SBR填充橡胶与BR填充橡胶具有最高的滚动阻力，而IR填充橡胶的滚动阻力最低，SBR橡胶填充的防滑性最好，BR填充橡胶的防滑性最差。不同的填充橡胶其G′随着DSA的变化表现出复杂的行为。在某些DSA范围观察到了Payne效应，而在其余范围则观察到G′随DSA而增大。由于大多数填充橡胶的结合橡胶超过了92％，在研究的体系中应该有另一种起主导作用的机理，而不是简单的解附聚或填料网络破裂。