不同類型密煉機對白炭黑-硅烷混煉的影響

自從1990年初介紹白炭黑-硅烷技術(shù)以來，輪胎工業(yè)對白炭黑-硅烷的需求一直在穩(wěn)定增長。當(dāng)今的歐洲幾乎所有的轎車胎均配備了含有這兩種材料的胎面，加有白炭黑胎面的轎車胎的市場份額仍在繼續(xù)增長，當(dāng)前針對怎樣減少二氧化碳排放量的討論，迫使各行業(yè)廣泛地執(zhí)行節(jié)約燃油制度，而白炭黑-硅烷技術(shù)的應(yīng)用可滿足這一要求，因為正是它導(dǎo)致了低滾動阻力輪胎。

即使在歐洲范圍之外，這類產(chǎn)品的市場會呈現(xiàn)出強勁的增長，這種材料相繼開發(fā)出來并已投放市場，其重點更關(guān)注環(huán)境問題。新的巰基硅烷VPSi363就是其中之一，與硫化物硅烷Si69或Si266等現(xiàn)有的硅烷相比，它可使?jié)L動阻力再降低10%，而揮發(fā)性有機化合物（VOC）排放量減少80%。VPSi363的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于這種硅烷的兩個偶聯(lián)部位與標準硫化物硅烷相比有所變動，它對偶聯(lián)反應(yīng)，即偶聯(lián)到白炭黑表面積聚合物的反應(yīng)都有影響。
所有的白炭黑-硅烷體系的共同特點，與炭黑相比，其混煉過程更重要。除了填充劑在橡膠基質(zhì)中的摻合、分散及分布之外，白炭黑-硅烷填充橡膠膠料對混煉過程的要求精確的控制，控制化學(xué)反應(yīng)，即白炭表面硅烷化 注意到硅烷遷移到白炭黑表面的過程可能為決定速度的手段，而并非由偶聯(lián)反應(yīng)本身決定，由此可見，確保硅烷遷移的快捷性和有效性起著決定性作用
此外，最重要的是混煉室和轉(zhuǎn)子的幾何形狀。特別是在采用VPSi363時，混煉程序便成為對所有后續(xù)加工步驟乃至膠料的最終性能起決定性作用的一步。現(xiàn)有人建議通過同步控制混煉室溫度來施加高剪切力，以便克服硅烷化填料不易混入的缺點。就這一點，選擇合適的混煉體系可以說相當(dāng)重要。雖然混煉技術(shù)仍處于不斷發(fā)展中，但基本上可將混煉技術(shù)分為兩種不同的類型，即切向型轉(zhuǎn)子（N型）的密煉機與帶嚙合型轉(zhuǎn)子（E型）的密煉機，與切向轉(zhuǎn)子相比，嚙合型轉(zhuǎn)子是相鄰轉(zhuǎn)子的接合，并與相同的轉(zhuǎn)子速度旋轉(zhuǎn)。