Silika anu diendapkeunmangrupa pangisi panguat anu penting dina industri karét. Rupa-rupa sipatna sacara teu langsung atanapi henteu langsung mangaruhan résistansi abrasi karét ku cara mangaruhan interaksi antarmuka sareng matriks karét, dispersi, sareng sipat mékanis karét. Di handap ieu, dimimitian ti sipat konci, urang nganalisis sacara rinci mékanisme pangaruhna kana résistansi abrasi karét:
1. Luas Beungeut Spésifik (BET)
Lega beungeut spésifik mangrupikeun salah sahiji sipat inti silika, anu sacara langsung ngagambarkeun lega kontakna sareng karét sareng kamampuan tulangan, anu sacara signifikan mangaruhan résistansi abrasi.
(1) Pangaruh positip: Dina rentang anu tangtu, ningkatkeun luas permukaan spésifik (contona, ti 100 m²/g dugi ka 200 m²/g) ningkatkeun luas kontak antarmuka antara silika sareng matriks karét. Ieu tiasa ningkatkeun kakuatan beungkeutan antarmuka ngalangkungan "éfék jangkar," ningkatkeun résistansi karét kana deformasi sareng pangaruh penguatan. Dina titik ieu, karasana karét, kakuatan tarik, sareng kakuatan soék ningkat. Salila diausia, éta kirang rentan ka coplokna bahan kusabab setrés lokal anu kaleuleuwihi, anu ngarah kana paningkatan anu signifikan dina résistansi abrasi.
(2) Pangaruh négatif: Upami luas permukaan spésifikna ageung teuing (contona, ngaleuwihan 250 m²/g), gaya van der Waals sareng ikatan hidrogén antara partikel silika bakal nguatkeun, gampang nyababkeun aglomerasi (utamina tanpa perlakuan permukaan), anu ngarah kana panurunan anu seukeut dina dispersibilitas. Aglomerat ngabentuk "titik konsentrasi tegangan" dina karét. Salila ngagem, retakan condong lumangsung sacara khusus di sakitar aglomerat, sabalikna ngirangan résistansi abrasi.
Kacindekan: Aya rentang luas permukaan spésifik anu optimal (biasana 150-220 m²/g, béda-béda gumantung kana jinis karét) dimana pangaruh dispersibilitas sareng panguatan saimbang, ngahasilkeun résistansi abrasi anu optimal.
2. Ukuran Partikel sareng Distribusi Ukuran
Ukuran partikel primér (atanapi ukuran agrégat) sareng distribusi silika sacara teu langsung mangaruhan résistansi abrasi ku cara mangaruhan keseragaman dispersi sareng interaksi antarmuka.
(1) Ukuran Partikel: Ukuran partikel anu langkung alit (biasana berkorelasi positif sareng luas permukaan spésifik) pakait sareng luas permukaan spésifik anu langkung ageung sareng pangaruh penguatan anu langkung kuat (sapertos di luhur). Nanging, ukuran partikel anu kaleuleuwihi alit (contona, ukuran partikel primér < 10 nm) sacara signifikan ningkatkeun énergi aglomerasi antara partikel, anu sacara drastis ningkatkeun kasusah dispersi. Ieu malahan nyababkeun cacad lokal, anu ngirangan résistansi abrasi.
(2) Distribusi Ukuran Partikel: Silika kalayan distribusi ukuran partikel anu heureut nyebar langkung seragam dina karét, nyingkahan "titik lemah" anu dibentuk ku partikel ageung (atanapi aglomerat). Upami distribusina lega teuing (contona, ngandung partikel 10 nm sareng di luhur 100 nm), partikel ageung janten titik inisiasi aus (langkung dipikaresep aus nalika abrasi), anu nyababkeun turunna résistansi abrasi.
Kacindekan: Silika kalayan ukuran partikel leutik (cocog sareng luas permukaan spésifik optimal) sareng distribusi anu heureut langkung mangpaat pikeun ningkatkeun résistansi abrasi.
3. Struktur (Nilai Serapan DBP)
Struktur ngagambarkeun kompleksitas cabang tina agregat silika (dicirikeun ku nilai serapan DBP; nilai anu langkung luhur nunjukkeun struktur anu langkung luhur). Éta mangaruhan struktur jaringan karét sareng résistansi kana deformasi.
(1) Pangaruh positip: Silika anu strukturna luhur ngabentuk agregat cabang tilu diménsi, nyiptakeun "jaringan rangka" anu langkung padet dina karét. Ieu ningkatkeun élastisitas sareng résistansi karét kana set komprési. Salila abrasi, jaringan ieu tiasa nahan gaya dampak éksternal, ngirangan karusakan anu disababkeun ku deformasi anu diulang-ulang, sahingga ningkatkeun résistansi abrasi.
(2) Pangaruh négatif: Struktur anu kaleuleuwihi luhur (panyerepan DBP > 300 mL/100g) gampang nyababkeun pajeulitna antara agregat silika. Ieu nyababkeun kanaékan viskositas Mooney anu seukeut nalika nyampur karét, aliran pamrosésan anu goréng, sareng dispersi anu henteu rata. Daérah anu strukturna padet teuing sacara lokal bakal ngalaman karusakan anu langkung gancang kusabab konsentrasi setrés, sabalikna ngirangan résistansi abrasi.
Kacindekan: Struktur sedeng (panyerepan DBP 200-250 mL/100g) langkung cocog pikeun ngimbangan kamampuan prosés sareng résistansi abrasi.
4. Kandungan Hidroksil Permukaan (Si-OH)
Gugus silanol (Si-OH) dina permukaan silika mangrupa konci pikeun mangaruhan kasaluyuanana jeung karét, sacara teu langsung mangaruhan résistansi abrasi ngaliwatan kakuatan beungkeutan antarmuka.
(1) Teu Diubaran: Kandungan hidroksil anu kaleuleuwihi luhur (> 5 gugus/nm²) gampang nyababkeun aglomerasi teuas antara partikel ngaliwatan beungkeutan hidrogén, anu ngahasilkeun dispersi anu goréng. Sakaligus, gugus hidroksil gaduh kompatibilitas anu goréng sareng molekul karét (lolobana non-polar), anu nyababkeun beungkeutan antarmuka anu lemah. Salila dipaké, silika condong leupas tina karét, ngirangan résistansi abrasi.
(2) Diolah ku Agen Kopling Silana: Agen kopling (misalna, Si69) meta réaksi jeung gugus hidroksil, ngurangan aglomerasi antarpartikel sarta ngenalkeun gugus anu cocog jeung karét (misalna, gugus mercapto), ningkatkeun kakuatan beungkeutan antarmuka. Dina titik ieu, "jangkar kimiawi" kabentuk antara silika jeung karét. Transfer setrés jadi seragam, sarta pengelupasan antarmuka kirang kamungkinan nalika dipaké, sacara signifikan ningkatkeun résistansi abrasi.
Kacindekan: Kandungan hidroksil kedah sedeng (3-5 gugus/nm²), sareng kedah digabungkeun sareng perlakuan agén gandeng silan pikeun maksimalkeun beungkeutan antarmuka sareng ningkatkeun résistansi abrasi.
5. Nilai pH
Nilai pH silika (biasana 6.0-8.0) utamina sacara teu langsung mangaruhan résistansi abrasi ku cara mangaruhan sistem vulkanisasi karét.
(1) Asam Kacida (pH < 6.0): Ngahalangan aktivitas akselerator vulkanisasi, ngalambatkeun laju vulkanisasi, sareng malah tiasa nyababkeun vulkanisasi anu teu lengkep sareng kapadetan crosslink anu teu cekap dina karét. Karét anu kapadetan crosslinkna handap ngagaduhan sipat mékanis anu ngirangan (contona, kakuatan tarik, karasana). Salila diauskeun, éta rentan ka deformasi plastik sareng leungitna bahan, anu nyababkeun résistansi abrasi anu goréng.
(2) Kaleuleuwihi Basa (pH > 8.0): Bisa ngagancangkeun vulkanisasi (utamana pikeun akselerator tiazol), ngabalukarkeun vulkanisasi awal anu gancang teuing sareng crosslinking anu henteu rata (over-crosslinking lokal atanapi under-crosslinking). Daérah anu over-crosslinked janten rapuh, daérah anu under-crosslinked gaduh kakuatan anu handap; duanana bakal ngirangan résistansi abrasi.
Kacindekan: Nétral nepi ka rada asam (pH 5.0-7.0) leuwih nguntungkeun pikeun vulkanisasi anu seragam, mastikeun sipat mékanis karét sareng ningkatkeun résistansi abrasi.
6. Eusi Pangotor
Pangotor dina silika (sapertos ion logam sapertos Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, atanapi uyah anu teu diréaksikeun) tiasa ngirangan résistansi abrasi ku cara ngaruksak struktur karét atanapi ngaganggu vulkanisasi.
(1) Ion Logam: Ion logam transisi sapertos Fe³⁺ ngatalisis sepuh oksidatif karét, ngagancangkeun pemotongan ranté molekul karét. Ieu nyababkeun burukna sipat mékanis bahan kana waktu, ngirangan résistansi abrasi. Ca²⁺, Mg²⁺ tiasa réaksi sareng agén vulkanisasi dina karét, ngaganggu vulkanisasi sareng nurunkeun kapadetan crosslink.
(2) Uyah Leyur: Kandungan uyah pangotor anu kaleuleuwihi luhur (misalna, Na₂SO₄) ningkatkeun higroskopisitas silika, anu ngabalukarkeun formasi gelembung nalika pamrosésan karét. Gelembung ieu nyiptakeun cacad internal; nalika dipaké, kagagalan condong dimimitian di tempat cacad ieu, ngirangan résistansi abrasi.
Kacindekan: Kandungan pangotor kedah dikontrol sacara ketat (contona, Fe³⁺ < 1000 ppm) pikeun ngaminimalkeun dampak négatif kana kinerja karét.
Singkatna, pangaruh tinasilika anu diendapkeunRésistansi abrasi karét hasil tina pangaruh sinergis tina sababaraha sipat: Lega permukaan spésifik sareng ukuran partikel nangtukeun kamampuan panguat dasar; struktur mangaruhan stabilitas jaringan karét; gugus hidroksil permukaan sareng pH ngatur beungkeutan antarmuka sareng keseragaman vulkanisasi; sedengkeun pangotor ngarusak kinerja ku cara ngaruksak struktur. Dina aplikasi praktis, kombinasi sipat kedah dioptimalkeun numutkeun jinis karét (contona, sanyawa tapak ban, sealant). Salaku conto, sanyawa tapak biasana milih silika kalayan lega permukaan spésifik anu luhur, struktur sedeng, pangotor anu handap, sareng digabungkeun sareng perlakuan agén gandeng silan pikeun maksimalkeun résistansi abrasi.
Waktos posting: 22-Jul-2025