Natunaw nga silicausa ka importante nga reinforcing filler sa industriya sa goma. Ang lain-laing mga kabtangan niini dili direkta o direkta nga makaapekto sa resistensya sa abrasion sa goma pinaagi sa pag-impluwensya sa interaksyon sa interaksyon sa goma sa matrix sa goma, dispersion, ug sa mekanikal nga mga kabtangan sa goma. Sa ubos, sugod sa mga nag-unang kabtangan, among gisusi sa detalye ang ilang mga mekanismo sa impluwensya sa resistensya sa abrasion sa goma:
1. Piho nga Gilapdon sa Ibabaw (BET)
Ang espesipikong gilapdon sa nawong usa sa pinakakinauyokan nga kabtangan sa silica, nga direktang nagpakita sa gilapdon sa kontak niini sa goma ug kapasidad sa pagpalig-on, nga dako ang epekto sa resistensya sa abrasion.
(1) Positibong impluwensya: Sulod sa usa ka piho nga range, ang pagdugang sa piho nga surface area (pananglitan, gikan sa 100 m²/g ngadto sa 200 m²/g) nagdugang sa interfacial contact area tali sa silica ug sa rubber matrix. Mahimo kini nga mapalambo ang interfacial bonding strength pinaagi sa "anchoring effect," nga nagpauswag sa resistensya sa goma sa deformation ug reinforcing effect. Niini nga punto, ang katig-a, tensile strength, ug gisi nga kusog sa goma motaas. Atol sa pagkaguba, dili na kini daling matangtang sa materyal tungod sa sobra nga local stress, nga mosangpot sa dakong kalamboan sa resistensya sa abrasion.
(2) Negatibong impluwensya: Kon ang piho nga surface area kay dako kaayo (pananglitan, molapas sa 250 m²/g), ang van der Waals forces ug hydrogen bonding tali sa silica particles molig-on, nga dali nga hinungdan sa agglomeration (ilabi na kung walay surface treatment), nga mosangpot sa kalit nga pagkunhod sa dispersibility. Ang mga agglomerate moporma og "stress concentration points" sulod sa goma. Atol sa pagkaguba, ang pagkabali lagmit mahitabo sa palibot sa mga agglomerate, nga sa laing bahin mokunhod sa abrasion resistance.
Konklusyon: Adunay usa ka labing maayo nga espesipikong gilapdon sa nawong (kasagaran 150-220 m²/g, nga magkalainlain depende sa klase sa goma) diin ang pagkabungkag ug ang epekto sa pagpalig-on balanse, nga moresulta sa labing maayo nga resistensya sa abrasion.
2. Gidak-on sa Partikulo ug Distribusyon sa Gidak-on
Ang gidak-on sa pangunang partikulo (o gidak-on sa aggregate) ug ang distribusyon sa silica dili direktang makaapekto sa resistensya sa abrasion pinaagi sa pag-impluwensya sa pagkaparehas sa dispersion ug interaksyon sa interfacial.
(1) Gidak-on sa Partikulo: Ang gagmay nga mga gidak-on sa partikulo (kasagaran positibo nga may kalabutan sa piho nga gilapdon sa nawong) katumbas sa mas dagkong piho nga gilapdon sa nawong ug mas kusgan nga mga epekto sa pagpalig-on (sama sa nahisgotan sa ibabaw). Bisan pa, ang sobra ka gagmay nga mga gidak-on sa partikulo (pananglitan, ang gidak-on sa pangunang partikulo < 10 nm) nagdugang pag-ayo sa enerhiya sa pag-agglomerate taliwala sa mga partikulo, nga nagdugang pag-ayo sa kalisud sa pagkatibulaag. Kini hinoon mosangpot sa mga lokal nga depekto, nga nagpamenos sa resistensya sa abrasion.
(2) Distribusyon sa Gidak-on sa Partikulo: Ang Silica nga adunay pig-ot nga distribusyon sa gidak-on sa partikulo mas parehas nga nagkatag sa goma, nga naglikay sa mga "mahuyang nga punto" nga naporma sa dagkong mga partikulo (o mga agglomerate). Kung ang distribusyon lapad kaayo (pananglitan, adunay mga partikulo nga 10 nm ug labaw sa 100 nm), ang dagkong mga partikulo mahimong mga punto sa pagsugod sa pagkaguba (mas maayo nga maguba panahon sa abrasion), nga mosangpot sa pagkunhod sa resistensya sa abrasion.
Konklusyon: Ang Silica nga adunay gamay nga gidak-on sa partikulo (nga mohaom sa labing maayo nga espesipikong gilapdon sa nawong) ug pig-ot nga distribusyon mas mapuslanon sa pagpalambo sa resistensya sa abrasion.
3. Istruktura (Bili sa Pagsuhop sa DBP)
Ang istruktura nagpakita sa sanga-sanga nga pagkakomplikado sa silica aggregates (giila sa DBP absorption value; ang mas taas nga bili nagpakita sa mas taas nga istruktura). Kini makaapekto sa istruktura sa network sa goma ug sa resistensya niini sa deformation.
(1) Positibong impluwensya: Ang Silica nga adunay taas nga istruktura nagporma og tulo-ka-dimensyon nga mga sanga nga aggregate, nga nagmugna og mas dasok nga "skeletal network" sulod sa goma. Kini nagpalambo sa elasticity ug resistensya sa goma sa compression set. Atol sa abrasion, kini nga network maka-buffer sa mga eksternal nga pwersa sa impact, nga nagpamenos sa kakapoy sa pagkaguba nga gipahinabo sa balik-balik nga deformation, sa ingon nagpauswag sa resistensya sa abrasion.
(2) Negatibong impluwensya: Ang sobra ka taas nga istruktura (DBP absorption > 300 mL/100g) dali nga hinungdan sa pagkasabod tali sa mga silica aggregates. Kini mosangpot sa kalit nga pagtaas sa Mooney viscosity atol sa pagsagol sa goma, dili maayo nga processing flowability, ug dili patas nga pagkatag. Ang mga lugar nga adunay lokal nga sobra ka dasok nga mga istruktura makasinati og paspas nga pagkaguba tungod sa stress concentration, nga sa laing bahin mokunhod sa abrasion resistance.
Konklusyon: Ang medium nga istruktura (DBP absorption 200-250 mL/100g) mas angay alang sa pagbalanse sa processability ug abrasion resistance.
4. Sulod sa Hydroxyl sa Ibabaw (Si-OH)
Ang mga grupo sa silanol (Si-OH) sa ibabaw sa silica hinungdanon sa pag-impluwensya sa pagkaangay niini sa goma, nga dili direktang makaapekto sa resistensya sa abrasion pinaagi sa kusog sa interfacial bonding.
(1) Wala Matambali: Ang sobra ka taas nga hydroxyl content (> 5 groups/nm²) dali nga mosangpot sa gahi nga agglomeration tali sa mga partikulo pinaagi sa hydrogen bonding, nga moresulta sa dili maayo nga dispersion. Sa samang higayon, ang hydroxyl groups dili maayo nga pagkaangay sa mga molekula sa goma (kasagaran dili polar), nga mosangpot sa huyang nga interfacial bonding. Atol sa pagkaguba, ang silica dali nga matangtang gikan sa goma, nga mokunhod sa resistensya sa abrasion.
(2) Gitratar gamit ang Silane Coupling Agent: Ang mga coupling agent (pananglitan, Si69) mo-react sa mga hydroxyl group, nga mokunhod sa inter-particle agglomeration ug mopaila sa mga grupo nga compatible sa goma (pananglitan, mercapto groups), nga mopausbaw sa interfacial bonding strength. Niini nga punto, usa ka "chemical anchoring" ang maporma tali sa silica ug goma. Ang stress transfer mahimong uniporme, ug ang interfacial peeling dili kaayo posible atol sa pagkaguba, nga makapauswag pag-ayo sa abrasion resistance.
Konklusyon: Ang hydroxyl content kinahanglan nga kasarangan (3-5 ka grupo/nm²), ug kinahanglan nga iuban sa silane coupling agent treatment aron mapadako ang interfacial bonding ug mapaayo ang abrasion resistance.
5.pH nga Bili
Ang pH value sa silica (kasagaran 6.0-8.0) dili direktang makaapekto sa resistensya sa abrasion pinaagi sa pag-impluwensya sa sistema sa bulkanisasyon sa goma.
(1) Sobra ka Asido (pH < 6.0): Mopugong sa kalihokan sa mga vulcanization accelerator, nga makapahinay sa vulcanization rate, ug mahimo pa gani nga mosangpot sa dili kompleto nga vulcanization ug dili igo nga crosslink density sa goma. Ang goma nga ubos ang crosslink density adunay pagkunhod sa mekanikal nga mga kabtangan (pananglitan, tensile strength, katig-a). Atol sa pagkaguba, kini dali nga madaot sa plastic deformation ug pagkawala sa materyal, nga moresulta sa dili maayo nga resistensya sa abrasion.
(2) Sobra ka Alkaline (pH > 8.0): Mahimong mopaspas sa bulkanisasyon (ilabi na sa mga thiazole accelerator), hinungdan sa sobra ka paspas nga inisyal nga bulkanisasyon ug dili patas nga crosslinking (lokal nga over-crosslinking o under-crosslinking). Ang mga lugar nga over-crosslinked mahimong brittle, ang mga lugar nga under-crosslinked adunay ubos nga kusog; pareho nga makapakunhod sa resistensya sa abrasion.
Konklusyon: Ang neutral ngadto sa gamay nga acidic (pH 5.0-7.0) mas paborable para sa parehas nga bulkanisasyon, nga nagsiguro sa mekanikal nga kabtangan sa goma ug nagpauswag sa resistensya sa abrasion.
6. Sulod sa Kahugawan
Ang mga hugaw sa silica (sama sa mga metal ion sama sa Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, o mga unreacted salts) makapakunhod sa resistensya sa abrasion pinaagi sa pagdaot sa istruktura sa goma o pagsamok sa bulkanisasyon.
(1) Mga Metal Ion: Ang mga transition metal ion sama sa Fe³⁺ mo-catalyze sa oxidative aging sa goma, nga mopaspas sa rubber molecular chain scission. Kini mosangpot sa pagkadunot sa mekanikal nga mga kabtangan sa materyal sa paglabay sa panahon, nga mokunhod sa resistensya sa abrasion. Ang Ca²⁺, Mg²⁺ mahimong mo-react sa mga vulcanizing agents sa goma, nga makabalda sa vulcanization ug makapaubos sa crosslink density.
(2) Matunaw nga mga Asin: Ang sobra nga taas nga sulud sa mga impurity salts (pananglitan, Na₂SO₄) nagdugang sa hygroscopicity sa silica, nga mosangpot sa pagporma sa mga bula atol sa pagproseso sa goma. Kini nga mga bula makamugna og mga depekto sa sulod; atol sa pagkaguba, ang pagkapakyas lagmit magsugod niining mga depekto nga mga dapit, nga makapakunhod sa resistensya sa abrasion.
Konklusyon: Kinahanglan nga hugot nga kontrolon ang gidaghanon sa hugaw (pananglitan, Fe³⁺ < 1000 ppm) aron maminusan ang negatibong epekto sa performance sa goma.
Sa laktod nga pagkasulti, ang impluwensya sanatunaw nga silicaAng resistensya sa abrasion sa goma resulta sa synergistic nga epekto sa daghang mga kabtangan: Ang piho nga gilapdon sa nawong ug gidak-on sa partikulo nagtino sa sukaranan nga kapasidad sa pagpalig-on; ang istruktura makaapekto sa kalig-on sa network sa goma; ang mga hydroxyl group sa nawong ug pH nag-regulate sa interfacial bonding ug vulcanization uniformity; samtang ang mga hugaw nagpaubos sa performance pinaagi sa pagdaot sa istruktura. Sa praktikal nga mga aplikasyon, ang kombinasyon sa mga kabtangan kinahanglan nga ma-optimize sumala sa tipo sa goma (pananglitan, tire tread compound, sealant). Pananglitan, ang mga tread compound kasagarang mopili og silica nga adunay taas nga piho nga gilapdon sa nawong, medium nga istruktura, ubos nga mga hugaw, ug gihiusa sa silane coupling agent treatment aron mapadako ang resistensya sa abrasion.
Oras sa pag-post: Hulyo-22-2025