Muội than trắng là một chất phụ gia vô cơ màu trắng có đặc tính gia cường nhất định, có thể thay thế muội than để gia cường vật liệu cao su trong sản xuất các sản phẩm cao su, đặc biệt là các sản phẩm cao su trắng, sáng màu hoặc có màu. Việc sử dụng muội than trắng trong sản xuất lốp xe địa hình, lốp xe công trình, lốp bố hướng tâm, v.v. có tác dụng cải thiện hiệu suất tổng thể của lốp xe ô tô và tăng tuổi thọ của lốp. Vậy chức năng cụ thể của muội than trắng trong lốp xe cao su là gì, và cần lưu ý điều gì khi sử dụng muội than trắng trong sản xuất lốp xe?
1. Vai trò của muội than trắng trong lốp xe
Việc thêm muội than trắng vào quá trình sản xuất lốp xe có thể làm giảm lực cản lăn, giảm tiêu hao nhiên liệu và cải thiện đáng kể khả năng chống trượt cũng như hiệu suất an toàn của lốp. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thay thế muội than thông thường bằng muội than trắng có thể làm giảm hiệu quả hiện tượng Paine của vật liệu cao su, cũng như tổn thất góc tan ở nhiệt độ cao δ, từ đó cải thiện lực cản lăn của lốp. Việc sử dụng hoàn toàn hỗn hợp gai lốp bằng muội than trắng có thể giảm lực cản lăn đến 20% và hiệu suất chống trượt của lốp khoảng 50%, nhờ đó tiết kiệm hơn 3% nhiên liệu.
Sau khi thêm muội than trắng vào công thức lốp xe, các đặc tính khác nhau của lốp được cải thiện đáng kể; đặc biệt là về sự cân bằng giữa khả năng chống mài mòn, độ bám đường ướt và lực cản lăn.
2. Sử dụng không đủ lượng muội than trắng trong lốp xe.
Khi sử dụng muội than trắng để gia cường lốp xe cao su, do diện tích bề mặt tiếp xúc nhỏ nên ái lực với cao su kém; dễ bị vón cục, không thuận lợi cho việc phân tán trong quá trình trộn; trong quá trình lưu hóa, hiệu quả lưu hóa bị chậm lại, dễ phản ứng với các thành phần khác. Muội than trắng dễ hấp thụ các chất phối hợp khác, không có lợi cho sự phân tán; dễ bị mất nước và tạo thành các nhóm oxit silic, không có lợi cho liên kết; sự cứng hóa cấu trúc dẫn đến tăng độ nhớt trong quá trình bảo quản. Do đó, các nhà sản xuất lốp xe nên có những biện pháp nhất định để cải thiện hiệu quả sử dụng muội than trắng khi sử dụng.
3. Các phương pháp cải thiện hiệu quả của việc thêm muội than trắng vào lốp xe
Trong sản xuất thực tế, việc sử dụng chất điều chỉnh có thể điều chỉnh hiệu quả bổ sung của muội than trắng trong lốp xe, trong đó chất liên kết là chất chính, và chất liên kết silan được sử dụng phổ biến hơn cả. Nhóm siloxy trong chất liên kết silan có khả năng phản ứng với các chất vô cơ, trong khi nhóm chức hữu cơ có khả năng phản ứng hoặc tương thích với các chất hữu cơ. Khi chất liên kết silan nằm giữa các giao diện vô cơ và hữu cơ, một lớp liên kết giữa chất liên kết silan và chất liên kết vô cơ có thể được hình thành.
Việc bổ sung một lượng chất liên kết silane thích hợp vào công thức lốp được gia cường bằng silica thực sự có thể tạo ra liên kết bền vững giữa các phân tử elastomer và silica, giúp cải thiện hơn nữa độ giãn dài khi đứt và khả năng chống rách, đồng thời đạt được hiệu suất giảm độ trễ.
Trong sản xuất thực tế, các nhà sản xuất lốp xe cao su cũng có thể sử dụng muội than trắng phân tán cao. Muội than trắng phân tán cao không chỉ giúp đảm bảo tốt hơn khả năng chống trượt ướt và lực cản lăn thấp của lốp, mà còn cải thiện khả năng chống mài mòn và gia công của vật liệu cao su. Hiện nay, nhiều quy trình sản xuất lốp xe sử dụng cao su tái chế. Tôi có cơ hội chia sẻ với các bạn một số mẹo sử dụng muội than trắng trong vật liệu lốp xe có chứa cao su tái chế.