白炭黑混煉膠料注意事項
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用傳統(tǒng)炭黑填充膠料混煉設(shè)備來混煉白炭黑膠料是常用做法。由于嚙合式密煉機具有良好的溫度控制，所以較適合于混煉白炭黑膠料，但切向式密煉機也很好用。這種設(shè)備原定是用于分散和混煉，而不適用白炭黑膠料要求的化學(xué)反應(yīng)性混煉。
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所以，白炭黑膠料需要附加的混煉步驟以完成白炭黑的硅醇和偶聯(lián)劑的乙氧基之間的反應(yīng)。該化學(xué)反應(yīng)要求130℃以上的引發(fā)反應(yīng)溫度，為了有一高反應(yīng)速率，反應(yīng)最好在更高的溫度下進行。另一方面，要求硅烷化溫度應(yīng)低于膠料的焦燒溫度。硅烷化階段通常采用約145℃的溫度。為了保持這一相對較窄的溫度窗，白炭黑膠料要求若干個最高溫度約150℃的混煉階段。
在白炭黑與硅烷的偶合反應(yīng)過程中生成的乙醇是另一個難題。如果硅烷中的所有乙氧基都已反應(yīng)，則膠料所用的每一克硅烷會生成約0．5g(O．64m1)乙醇。在一個加工大批量膠料的生產(chǎn)廠中，累積的大量乙醇要么在混煉室再冷凝要么被揮發(fā)掉。如果乙醇不能從混煉機中排出，則可能引起膠料打滑而降低混煉效率。此外，若膠料中乙醇濃度很高，還會延遲硅烷化反應(yīng)。要解決與加工白炭黑膠料有關(guān)的這些問題，主要從原材料方面著手。
新研制的自炭黑具有高分散性，良好的分散縮短了所需的混煉時間，也是填料良好硅烷化的先決條件。這類白炭黑可分散到一次粒子的水平。已開發(fā)出的新型硅烷，有助于降低混煉和硅烷化期間的焦燒危險性。這些偶聯(lián)劑含有少量硫黃，單或二硫化物，以代替四硫化物。即用雙一(三乙氧基硅基丙基)二硫化物(TESPD)代替雙一(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT)，或無硫分散劑。已研究了最常用硅烷，TESPT的其他變種，有些硅烷有非常好的效果。單乙氧基甲硅烷基丙基硅烷是一種只有一個乙氧基與白炭黑偶聯(lián)的硅烷，它在硅烷化反應(yīng)期間生成的乙醇只有TESPT的1／3，而硫化產(chǎn)品的性能卻相同。已完成了某些改善白炭黑膠料加工的研究，如調(diào)整配方，選擇最適合于加工白炭黑膠料的現(xiàn)有混煉機。
例如，在終煉階段，而不是在第一混煉階段加入氧化鋅，可以降低焦燒危險性。在混煉設(shè)備方面，采用嚙合式密煉機較合適，因為它具有嚴(yán)密的溫度控制，可以在接近于焦燒溫度的條件下工作。采用串聯(lián)式混煉機可以進一步改善混煉。第一臺混煉機，即在標(biāo)準(zhǔn)混煉條件下工作的普通混煉機，是用于混煉和分散。第二臺混煉機是硅烷化反應(yīng)專用的混煉機。