Plastics_11_2010

w w w . p l a s t i c s . r u 59 СПЕЦТЕМА /ЭЛАСТОМЕРЫ И КАУЧУКИ П Л А С Т И К С № 1 1 ( 9 3 ) 2 0 1 0 чевых параметров резины для шин за счет использования диоксида кремния (белой сажи). Применение в качестве наполните- ля диоксида кремния вместо используемого ранее сажевого наполнителя позволило сба- лансировать значение тангенса угла механи- ческих потерь на решающих участках кривой tg G . В результате стало возможным появление знаменитой антиблокировочной системы тормозов (АБС): как известно, автошины из резин, наполненных техническим углеродом, при торможении теряют направление дви- жения, а шины, наполненные белой сажей, сохраняют его. Однако шины с диоксидом кремния обладают более низкой устойчиво- стью к истиранию по сравнению с шинами с техуглеродом. Несмотря на более высокую стоимость, шины для легковых автомобилей, напол- ненные белой сажей, потеснили шины с техуглеродом на рынке Западной Европы: европейские автопроизводители чаще всего комплектуют новые машинышинами с про- тектором из резины, наполненной диокси- дом кремния. В последние годы эти резины доминируют и на рынке запасных шин. Примечательно, что до недавнего време- ни дальнейшее развитие применения белой сажи в производстве шин шло за счет улуч- шения методов переработки, а не за счет изменения типа используемых добавок. Сегодня основным направлением новых разработок являются попытки достижения максимальной оптимизации технологии за счет использования хорошо известных добавок. В последние годы не было пред- ставлено ни одного принципиально нового решения по применению новых сырьевых материалов. Инновационный компонент Nanoprene ® Добавки торговой марки Nanoprene ® от- носятся к новейшим разработкам немецко- го производителя специальных химических продуктов группы компаний LANXESS. До- бавки Nanoprene ® представляют собой сфе- рические частицы каучука диаметром около 50 нм и имеют очень узкое распределение ча- стиц по размеру. За счет использования спе- циальных мономеров и определенной техно- логии полимеризации частицы Nanoprene ® имеют ядро с высокой степенью сшивки, а их поверхность содержит гидроксильные группы (рис. 1). Высокая степень поперечной сшивки ядра позволяет частицам сохранять свою морфо- логию даже при воздействии значительных сдвиговых нагрузок. За счет наличия на по- верхности частиц гидроксильных групп воз- никают диполь-дипольные взаимодействия, а также образуются водородные мостиковые связи с другими полярными компонентами резиновой смеси. Кроме того, гидроксиль- ные группы могут участвовать в химических реакциях с силанами. Благодаря тому, что по- верхность частиц насыщена OH-группами, диспергирование Nanoprene ® требует при- близительно таких же затрат, как и диспер- гирование осажденного диоксида кремния. Кроме того, водородные мостиковые связи образуются между гидроксильными груп- пами частиц Nanoprene ® и силанольными группами диоксида кремния. Поэтому при работе с Nanoprene ® следует уделять особое внимание процессу смешивания. Влияние Nanoprene ® на кривую затухания Введением в резиновую смесь добавок Nanoprene ® в количестве от 10 до 20 phr (parts per hundred rubber — частей на сто частей каучука) удается добиться заметного изме- нения профиля зависящей от температуры кривой коэффициента затухания колебаний вулканизированных резиновых смесей. Так, например, введение Nanoprene ® с температу- рой стеклования 15°C дает дополнительный максимум затухания колебаний в важном температурном диапазоне от 0 до 20°C, что невозможно получить при использовании чистых кремнийоксидных смесей (рис. 2). В лабораторных испытаниях этот максимум затухания представляет собой важный по- казатель улучшения сцепления автошины с влажным дорожным покрытием. Несмотря на наличие дополнительного максимума за- тухания, в температурном диапазоне 50-70°C и ниже tg G имеет значения ниже, чем у со- ответствующей кремнийсодержащей кон- трольной смеси. Это является важным при- знаком снижения сопротивления качению. Рисунок 1. Частицы Nanoprene ® состоят из высокопрочного ядра и имеют гидроксилированную поверхность Рисунок 2. Динамическое поглощение протекторных смесей с Nanoprene ® и без него (источник — LANXESS) 1 0,1 0,01 tg G Контрольный образец без Nanoprene ® Компаунд с Nanoprene ® 1 Компаунд с Nanoprene ® 2 -100 -50 0 50 100 Температура, °С диаметр <100 нм