结合橡胶简要指南
作者
阿尔法科技
结合橡胶是聚合物链与填料（如炭黑或二氧化硅）在微观层面相互作用的结果。橡胶往往会粘附在分散于胶料中的填料聚集体表面，在两者之间形成牢固的物理结合。这种被称为结合橡胶的键合作用，充当了橡胶与填料之间的“桥梁”，在整个胶料中形成了一个刚性的三维网络结构。通常可以观察到紧密结合层和松散结合层。
直到最近，橡胶行业都没有对结合橡胶进行深入研究。Alpha Technologies 的新研究表明，结合橡胶含量对最终产品的关键性能特征有显著影响，包括：
- 生热性。
- 轮胎的滚动阻力以及湿滑路面上的防滑性能（湿抓地力）。
- 工业橡胶制品的耐磨性。
- 密封件和垫圈的柔韧性。
结合橡胶定量方法
溶剂萃取法或许是测试结合橡胶最常用的方法，但该方法耗时长、操作繁琐且容易出现误差。整个过程长达 72 小时，需要使用甲苯等有毒溶剂。甲苯具有易燃性和刺激性，操作时需采取严格的安全防护措施。此外，溶剂萃取法容易因操作人员失误而导致结果偏差。测量不准确会引发整个开发过程中的计算错误，最终影响最终产品的长期性能。
Alpha Technologies 近期开展了一项研究，以证明 Premier RPA 作为结合橡胶定量工具的准确性和可靠性。具体而言，该研究考察了传统溶剂萃取法测得的结合橡胶含量与应变扫描数据点得到的 tan δ 之间的相关性。
Premier RPA 的结合橡胶见解
Alpha发现结合橡胶含量与低应变下测量的 tan δ 呈反相关。应变扫描显示，随着结合橡胶含量的增加，低应变下测量的 tan δ 降低。这些结果与溶剂萃取法的结果高度相关，证明了 Premier RPA 作为结合橡胶量化工具的高可靠性。
该研究还表明，RPA 能够区分填料用量和填料结构对结合橡胶含量的影响。具体来说，增加填料用量会提高结合橡胶含量并降低 tan δ，而高结构填料则会降低结合橡胶含量。
RPA 结合橡胶数据的现实意义
这些发现对橡胶制品制造，尤其是轮胎制造具有多方面的意义。研究表明，结合橡胶含量增加与模量、硬度、撕裂强度和耐磨性增加以及拉伸强度和伸长率降低相关。另一个发现是结合橡胶含量与滞后损失之间的关系。较高的结合橡胶含量是导致滞后损失增加的一个强有力的预测因素，这对于预测和缓解橡胶制品使用过程中因内部摩擦产生生热问题很有价值。
在轮胎中，结合橡胶含量增加意味着湿地抓地力提高，但滚动阻力也会增加。轮胎制造商需要在这两种特性之间寻求平衡，以同时优化湿地牵引力和燃油经济性——这是消费者期望的两个重要性能参数。Premier RPA 让制造商更深入地了解这些参数、它们与结合橡胶含量的关系以及优化策略。
如需了解更多关于结合橡胶的信息，并查看Alpha研究成果的详细数据，请下载白皮书。
Who is Siméon Denis Poisson?
The Baron Siméon Denis Poisson was a French mathematician, engineer and physicist who is credited with many scientific advances in a wide range of disciplines including electricity and magnetism, optics, mechanics and thermodynamics. He began publishing scientific papers at the age of 19, while still a student at the École Polytechnique in Paris. Poisson’s ratio is used to calculate the correlation between testing with a Dynamic Mechanical Analyzer and testing under similar conditions with Alpha’s Premier RPA. The rheology scientists and engineers at Alpha Technologies are always raising the bar for testing that makes a difference in the rubber and polymer world. And they know stuff.
