シラン修飾シリカ強化複合材料における界面修飾子としてのポリエチレングリコールによる相乗効果

この研究では、緑色のタイヤトレッド複合材料の界面修飾子としてのポリエチレングリコール（PEG）の粘弾性挙動と強化メカニズムを調査しました。結果は、全体的なパフォーマンスに明確なプラスの効果を示し、「マジックトライアングル」特性、耐摩耗性、湿ったグリップと氷の牽引力、およびタイヤローリング抵抗のすべてのパラメーターを同時に改善しました。化合物の調製のために、シリカ/PEGとシラニゼーションの間の競合する反応を避けるために、PEG 4000が第2段階に追加されたため、2つの混合ステップが使用されました。フーリエ変換赤外線分光法（FTIR）は、PEGがシリカ表面のシラノール基をカバーし、治療時間の短縮をもたらし、生産性の増加を促進できることを確認しました。PEGの低い含有量では、シリカの表面に化学的および物理的に吸着されたが、化合物のシリカと非結合されていない過剰なペグの使用、すなわち5句の使用により、シリカ分散の改善とPEG鎖の滑りによって強度が向上しました。、ビス（3-（トリエトキシシリル） - プロピル）テトラスルフィド（TESPT）のジスルフィド結合を保護する可能性を高め、したがって、特性は劣化しました。これらの結果に基づいて、シリカ装填された複合材料におけるPEGの制約された鎖を説明するために、制約されたポリマーモデルが提案されました。適度に強力なマトリックスフィラー相互作用、したがって、機械的特性の強化には、最適なPEG含有量が必要です。

The viscoelastic behavior and reinforcement mechanism of polyethylene glycol (PEG) as an interfacial modifier in green tire tread composites were investigated in this study. The results show a clear positive effect on overall performance, and it significantly improved all the parameters of the "magic triangle" properties, the abrasion resistance, wet grip and ice traction, as well as the tire rolling resistance, simultaneously. For the preparation of the compounds, two mixing steps were used, as PEG 4000 was added on the second stage in order to avoid the competing reaction between silica/PEG and silanization. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) confirmed that PEG could cover the silanol groups on the silica surface, resulting in the shortening of cure times and facilitating an increase of productivity. At low content of PEG, the strength was enhanced by the improvement of silica dispersion and the slippage of PEG chains, which are chemically and physically adsorbed on silica surface, but the use of excess PEG uncombined with silica in the compound, i.e., 5 phr, increases the possibility to shield the disulfide bonds of bis(3-(triethoxysilyl)-propyl) tetrasulfide (TESPT), and, thus, the properties were deteriorated. A constrained polymer model was proposed to explain the constrained chains of PEG in the silica-loaded composites on the basis of these results. An optimum PEG content is necessary for moderately strong matrix-filler interaction and, hence, for the enhancement in the mechanical properties.