Kautschuke

Influence of the Amount of Di- and Polysulfane Silanes on the Crosslinking Density of Silica-Filled Rubber Compounds1

28.April 2003 - The main focus of this paper is the description of the competition between the silica-to-rubber coupling and the matrix crosslinking for the added free sulfur during vulcanization. Therefore two statistical design experiments with a variation of the amount of the sulfur – functional silanes Si 69, respectively Si 266, were performed.. It was observed that on the one hand an increase of the amount of silane leads to an increase of the amount of silica-to-rubber bonds, resulting in higher moduli and a strongly reduced elongation at break. On the other hand, the silica-to-rubber coupling consumes free sulfur resulting in a lower matrix crosslinking density. Due to the simultaneity of both crosslinking reactions, the ratio of the matrix- and silica-rubber network cannot be varied independently. In order to achieve an optimum reinforcement and to fulfill the performance demands, the ratio of the silane and the sulfur has to be adjusted very precisely.. The results of this study give a better insight into the reinforcement of silica-filled rubber compounds and is of value for the compounder's work to optimize the product performance.

Einfluß der Menge an Di- und Polysulfansilanen auf die Netzwerkdichte in kieselsäuregefüllten Kautschukmischungen
Dieser Artikel beschreibt die Konkurrenzreaktion der Silan-Kautschukanbindung und der Kautschukvernetzung um den freien Schwefel während der Vukanisation. Es wurden zwei statische Design Experimente mit Si 69 und Si 266 durchgeführt, bei denen die Silan- und Schwefelmenge variiert wurden. Es zeigt sich,d ass mit zunehmender Menge an Silan mehr Kautschuk-Kieselsäurebindungen aufgebaut werden, was zu höheren Spannungswerten und kürzeren Bruchdehnungen führt. Da die Silananbindung aber freien Schwefel zur Reaktion benötigt, reduziert sich gleichzeitig der Grad der Kautschukvernetzung. Da beide Reaktionen gleichzeitig stattfinden, kann das Verhältnis zwischen Silananbindung und Kautschukvernetzung nicht unabhängig voneinander variiert werden. Um eine optimale Verstärkung zu erzielen, muss daher die Menge an Silan und Schwefel exakt an das geforderte Eigenschaftsbild angepasst werden. Damit geben die beschriebenen Ergebnisse einen tieferen Einblick in den Verstärkungsmechanismus des Kieselsäure/Silan Systems und sind für die Mischungsoptimierung sehr hilfreich.

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