探索生物基增塑剂对简化轮胎合物的固化行为和材料性能的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 可持续工程 可持续工程

背景情况:

• 轮胎行业面临着采取可持续实践的压力,包括减少对化石燃料的依赖.
• 用生物基替代品取代石油衍生成分,如增塑剂,是绿色轮胎制造的关键策略.
• 处理过的蒸芳香提取物 (TDAE) 是轮胎跑道中常见的以石油为基础的增塑剂.

研究的目的:

• 评估三种植物性可塑剂 (日油,子油,卡达) 作为轮胎道化合物中TDAE的替代品的适用性.
• 研究这些生物基塑化剂与其他化合物成分和化系统的相互作用.
• 评估这些更换对轮胎流程的加工和性能特性的影响.

主要方法:

• 使用太阳花油,子油和卡达诺尔作为TDAE替代品,制定了简化的轮胎道化合物.
• 和碳化合物斯奎兰也被用作对照替代物来研究塑化剂-矩阵相互作用.
• 分析了固化特性 (固化速率,燃烧时间,最大扭矩),机械性能 (断裂时的延长),交联密度,玻璃过渡温度 (Tg) 和动态机械性能 (tan δ).

主要成果:

• 与TDAE相比,生物基塑化剂 (向日油,子油,卡达诺尔) 增加了治愈率,减少了烧灼时间,除了 squalane.
• 卡达诺和向日油显著降低了最大扭矩,并在断裂时增加了延伸,表明交叉连接密度较低.
• 模型研究证实,卡达诺和向日油中的不和与硫反应,消耗交联剂并降低扭矩.
• 所有测试的替代品都降低了轮胎道化合物的玻璃过渡温度 (Tg).

结论:

• 植物性增塑剂,如日油和卡达诺尔,显示出可持续轮胎配方的潜力,但改变了关键的化化学成分.
• 一些生物基塑化剂中存在的不和会干扰硫交联过程,对强化产生负面影响.
• 虽然降低了Tg,但这些生物基替代品并不是TDAE的直接替代品,因为它们的复杂相互作用和轮胎跑道化合物的强化能力降低了.