Silica i hoʻoheheʻe ʻiahe mea hoʻopihapiha hoʻoikaika koʻikoʻi ia i ka ʻoihana laholio. Hoʻopilikia pololei a pololei paha kona mau waiwai like ʻole i ke kūpaʻa abrasion o ka laholio ma o ka hoʻohuli ʻana i ka pilina interfacial me ka matrix laholio, ka hoʻopuehu ʻana, a me nā waiwai mechanical o ka laholio. Ma lalo nei, e hoʻomaka ana mai nā waiwai koʻikoʻi, e kālailai mākou i kā lākou mau ʻano hana o ka mana ma ke kūpaʻa abrasion laholio:
1. ʻĀpana ʻIli Kūikawā (BET)
ʻO ka ʻili kikoʻī kekahi o nā waiwai koʻikoʻi o ka silica, e hōʻike pololei ana i kona wahi e pili ana me ka rubber a me ka hiki ke hoʻoikaika, e hoʻopilikia nui ana i ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion.
(1) Mana maikaʻi: I loko o kahi pae kikoʻī, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka ʻili kikoʻī (e laʻa, mai 100 m²/g a i 200 m²/g) e hoʻonui i ka ʻili pili interfacial ma waena o ka silica a me ka matrix rubber. Hiki i kēia ke hoʻonui i ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana ma o ka "hopena hoʻopaʻa ʻana," e hoʻomaikaʻi ana i ke kūʻē ʻana o ka rubber i ka deformation a me ka hopena hoʻoikaika. I kēia manawa, piʻi ka paʻakikī o ka rubber, ka ikaika tensile, a me ka ikaika haehae. I ka wā o ke komo ʻana, ʻaʻole ia e maʻalahi i ka hemo ʻana o nā mea ma muli o ke kaumaha kūloko nui, e alakaʻi ana i kahi hoʻomaikaʻi koʻikoʻi i ke kūʻē ʻana i ka abrasion.
(2) Mana maikaʻi ʻole: Inā nui loa ka ʻili kikoʻī (e laʻa, ʻoi aku ma mua o 250 m²/g), hoʻoikaika nā mana van der Waals a me ka hoʻopaʻa ʻana o ka hydrogen ma waena o nā ʻāpana silica, e hoʻoulu maʻalahi i ka agglomeration (ʻoi aku hoʻi me ka ʻole o ka mālama ʻana i ka ʻili), e alakaʻi ana i ka emi nui ʻana o ka dispersibility. Hoʻokumu nā Agglomerates i nā "kikowaena koʻikoʻi" i loko o ka rubber. I ka wā o ke komo ʻana, ʻoi aku ka haki ʻana ma kahi o nā agglomerates, e hōʻemi ana i ke kūʻē ʻana i ka abrasion.
Hopena: Aia kahi pae ʻili kikoʻī kūpono loa (maʻamau 150-220 m²/g, e loli ana me ke ʻano laholio) kahi e kaulike ai ka hopena hoʻolaha a me ka hoʻoikaika ʻana, e hopena ana i ke kūpaʻa abrasion kūpono.
2. Ka nui o ka ʻāpana a me ka hoʻolaha nui
ʻO ka nui o nā ʻāpana mua (a i ʻole ka nui o ka aggregate) a me ka hoʻolaha ʻana o ka silica e hoʻopilikia pololei ʻole i ke kūpaʻa ʻana o ka abrasion ma o ka hoʻohuli ʻana i ka like ʻana o ka dispersion a me ka pilina interfacial.
(1) Ka Nui o nā ʻĀpana: ʻO nā nui liʻiliʻi o nā ʻāpana (e pili pono ana me ka ʻili kikoʻī) e pili ana i nā ʻili kikoʻī nui a me nā hopena hoʻoikaika ikaika (e like me luna). Eia nō naʻe, ʻo nā nui liʻiliʻi loa o nā ʻāpana (e laʻa, ka nui o nā ʻāpana mua <10 nm) e hoʻonui nui i ka ikehu agglomeration ma waena o nā ʻāpana, e hoʻonui nui ana i ka paʻakikī o ka hoʻopuehu ʻana. ʻO kēia ke alakaʻi i nā hemahema kūloko, e hōʻemi ana i ke kū'ē ʻana i ka abrasion.
(2) Ka Hoʻolaha ʻana o ka Nui o nā ʻĀpana: ʻO ka Silica me kahi hoʻolaha ʻana o ka nui o nā ʻāpana haiki e hoʻopuehu like ʻia i loko o ka rapa, e pale ana i nā "kiko nāwaliwali" i hoʻokumu ʻia e nā ʻāpana nui (a i ʻole nā agglomerates). Inā ākea loa ka hoʻolaha ʻana (e laʻa, aia nā ʻāpana o 10 nm a ʻoi aku ma mua o 100 nm), lilo nā ʻāpana nui i mau kiko hoʻomaka o ka ʻaʻahu (makemake ʻia e pau i ka wā o ka abrasion), e alakaʻi ana i ka emi ʻana o ke kūpaʻa abrasion.
Hopena: ʻOi aku ka maikaʻi o ka silica me ka nui o nā ʻāpana liʻiliʻi (e kūlike ana i ka ʻilikai kūpono) a me ka hoʻolaha haiki no ka hoʻoikaika ʻana i ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion.
3. Kūkulu (Ka Waiwai Hoʻopili DBP)
Hōʻike ke ʻano i ka paʻakikī lālā o nā ʻāpana silica (i hōʻike ʻia e ka waiwai omo DBP; ʻo ke kiʻekiʻe o ka waiwai e hōʻike ana i ke ʻano kiʻekiʻe). Hoʻopilikia ia i ke ʻano pūnaewele o ka rapa a me ke kūʻē ʻana i ka deformation.
(1) Mana maikaʻi: Hoʻokumu ka Silica me ke ʻano kiʻekiʻe i nā ʻāpana lālā ʻekolu-dimensional, e hana ana i kahi "pūnaewele iwi" ʻoi aku ka paʻa i loko o ka rubber. Hoʻonui kēia i ka elasticity o ka rubber a me ke kūpaʻa i ka hoʻonohonoho compression. I ka wā o ka abrasion, hiki i kēia pūnaewele ke pale aku i nā ikaika hopena o waho, e hōʻemi ana i ka luhi o ka ʻaʻahu i hoʻokumu ʻia e ka deformation pinepine, a laila e hoʻomaikaʻi ana i ke kūpaʻa abrasion.
(2) Mana maikaʻi ʻole: ʻO ke ʻano kiʻekiʻe loa (DBP absorption > 300 mL/100g) e maʻalahi ai ke kumu o ka hihia ma waena o nā hui silica. ʻO kēia ke alakaʻi i ka piʻi nui ʻana o ka viscosity Mooney i ka wā o ka hui ʻana o ka rubber, ka maikaʻi ʻole o ke kahe ʻana o ka hana, a me ka hoʻopuehu like ʻole. ʻO nā wahi me nā ʻano paʻa loa ma kahi kūloko e ʻike i ka wikiwiki o ka ʻaʻahu ma muli o ka nui o ke koʻikoʻi, e hōʻemi ana i ke kū'ē ʻana i ka abrasion.
Hopena: ʻOi aku ka kūpono o ka hoʻonohonoho waena (DBP omo 200-250 mL/100g) no ke kaulike ʻana i ka hiki ke hana a me ke kū'ē ʻana i ka abrasion.
4. ʻIke Hydroxyl ʻIli (Si-OH)
ʻO nā hui silanol (Si-OH) ma ka ʻili silica ke kī i ka hoʻopili ʻana i kona kūlike me ka rubber, e hoʻopilikia pololei ʻole ana i ke kū'ē ʻana i ka abrasion ma o ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana ma waena o nā mea.
(1) ʻAʻole i mālama ʻia: ʻO ka nui o ka hydroxyl (> 5 mau hui/nm²) e alakaʻi maʻalahi i ka hoʻopili paʻakikī ma waena o nā ʻāpana ma o ka hoʻopaʻa ʻana o ka hydrogen, e hopena ana i ka hoʻopuehu maikaʻi ʻole. I ka manawa like, ʻaʻole kūpono nā hui hydroxyl me nā molekala rubber (ʻo ka hapa nui ʻaʻole polar), e alakaʻi ana i ka hoʻopaʻa interfacial nāwaliwali. I ka wā e ʻaʻahu ʻia ai, ua maʻalahi ka silica e hemo mai ka rubber, e hōʻemi ana i ke kūpaʻa abrasion.
(2) Hoʻoponopono ʻia me ka Silane Coupling Agent: Hoʻopili nā mea hoʻopili (e laʻa, Si69) me nā hui hydroxyl, e hōʻemi ana i ka hoʻohuihui ʻana o nā ʻāpana a hoʻokomo i nā hui e kūlike me ka rubber (e laʻa, nā hui mercapto), e hoʻonui ana i ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana o ka interfacial. I kēia manawa, hana ʻia kahi "hoʻopaʻa kemika" ma waena o ka silica a me ka rubber. Lilo like ka hoʻoili ʻana o ke kaumaha, a emi iki ka ʻili ʻana o ka interfacial i ka wā o ke komo ʻana, e hoʻomaikaʻi nui ana i ke kūʻē ʻana i ka abrasion.
Hopena: Pono ka nui o ka Hydroxyl i ke kaulike (3-5 mau hui/nm²), a pono e hui pū ʻia me ka mālama ʻana i ka mea hoʻopili silane e hoʻonui i ka hoʻopili ʻana o ka interfacial a hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion.
5. Ka Waiwai pH
ʻO ka waiwai pH o ka silica (maʻamau 6.0-8.0) e hoʻopilikia nui ʻole i ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion ma o ka hoʻohuli ʻana i ka ʻōnaehana vulcanization rubber.
(1) ʻAkika Loa (pH < 6.0): Kāohi i ka hana o nā mea hoʻolalelale vulcanization, e hoʻopaneʻe ana i ka wikiwiki o ka vulcanization, a hiki ke alakaʻi i ka vulcanization piha ʻole a me ka lawa ʻole o ka crosslink density i loko o ka rubber. ʻO ka rubber me ka crosslink density haʻahaʻa ua hoʻemi i nā waiwai mechanical (e laʻa, ka ikaika tensile, ka paʻakikī). I ka wā e ʻaʻahu ʻia ai, ua maʻalahi ia i ka deformation plastic a me ka nalowale o nā mea, e hopena ana i ka pale ʻana i ka abrasion maikaʻi ʻole.
(2) Alkaline Loa (pH > 8.0): Hiki ke hoʻolalelale i ka vulcanization (ʻoi aku hoʻi no nā mea hoʻolalelale thiazole), e hoʻoulu ai i ka vulcanization mua wikiwiki loa a me ka crosslinking like ʻole (local over-crosslinking a i ʻole under-crosslinking). Lilo nā wahi over-crosslinked i mea palupalu, haʻahaʻa ka ikaika o nā wahi under-crosslinked; e hōʻemi nā mea ʻelua i ke kū'ē ʻana i ka abrasion.
Hopena: ʻOi aku ka maikaʻi o ke kūlike ʻole a i ʻole ka waikawa iki (pH 5.0-7.0) no ka vulcanization like, e hōʻoiaʻiʻo ana i nā waiwai mechanical rubber a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion.
6. ʻIke haumia
Hiki i nā mea haumia i loko o ka silica (e like me nā ion metala e like me Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, a i ʻole nā paʻakai i hana ʻole ʻia) ke hōʻemi i ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion ma ka hōʻino ʻana i ke ʻano o ka rubber a i ʻole ke keakea ʻana i ka vulcanization.
(1) Nā ʻIona Metala: Hoʻoulu nā ʻiona metala hoʻololi e like me Fe³⁺ i ka ʻelemakule oxidative o ka rubber, e hoʻolalelale ana i ka ʻoki ʻana o ke kaulahao molekala rubber. Ke alakaʻi nei kēia i ka palaho o nā waiwai mechanical o nā mea i ka hala ʻana o ka manawa, e hōʻemi ana i ke kūpaʻa abrasion. Hiki iā Ca²⁺, Mg²⁺ ke pane me nā mea vulcanizing i loko o ka rubber, e hoʻopilikia ana i ka vulcanization a hoʻohaʻahaʻa i ka nui o ka crosslink.
(2) Nā Paʻakai Hoʻoheheʻe ʻia: ʻO ka nui o ka nui o nā paʻakai haumia (e laʻa, Na₂SO₄) e hoʻonui ai i ka hygroscopicity o ka silica, e alakaʻi ana i ka hoʻokumu ʻana o ka pehu i ka wā o ka hana ʻana i ka rubber. Hoʻokumu kēia mau pehu i nā hemahema kūloko; i ka wā o ke komo ʻana, hoʻomaka ka hemahema ma kēia mau wahi hemahema, e hōʻemi ana i ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion.
Hopena: Pono e kāohi pono ʻia ka nui o ka haumia (e laʻa, Fe³⁺ < 1000 ppm) e hōʻemi i nā hopena maikaʻi ʻole i ka hana o ka laholio.
I ka hōʻuluʻulu manaʻo, ka mana osilica i hoʻoheheʻe ʻiama ke kūpaʻa ʻana i ka abrasion rubber nā hopena mai ka hopena synergistic o nā waiwai he nui: ʻO ka ʻāpana ʻili kikoʻī a me ka nui o ka ʻāpana e hoʻoholo ai i ka hiki ke hoʻoikaika kumu; hoʻopilikia ke ʻano i ke kūpaʻa o ka pūnaewele rubber; hoʻoponopono nā hui hydroxyl ʻili a me ka pH i ka hoʻopili ʻana o ka interfacial a me ka vulcanization uniformity; ʻoiai nā haumia e hoʻohaʻahaʻa i ka hana ma ka hōʻino ʻana i ke ʻano. I nā noi hana, pono e hoʻomaikaʻi ʻia ka hui pū ʻana o nā waiwai e like me ke ʻano rubber (e laʻa, ka hui ʻana o ka huila, ka sealant). No ka laʻana, koho pinepine nā hui ʻana o ka huila i ka silica me ka ʻāpana ʻili kikoʻī kiʻekiʻe, ka ʻano waena, nā haumia haʻahaʻa, a hui pū ʻia me ka mālama ʻana o ka mea hoʻopili silane e hoʻonui i ke kūpaʻa abrasion.
Ka manawa hoʻouna: Iulai-22-2025