硅完偶联剂硅69的用于炭黑，导致橡胶发黏是什么原因？

炭黑中加入硅69（双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物）后导致橡胶硫化后发粘，其根本原因通常不在于硅69本身，而在于硅69与整个硫化体系的相互作用失衡，导致了交联密度不足或交联结构异常。

以下是几个最可能的原因，从主到次排列：

1. 最主要的原因：硅69“抢夺”硫化剂，导致有效交联密度不足

这是最常见、最核心的原因。

· 硅69的化学特性： 硅69分子中含有活性的 四硫键（-S4-）。在硫化温度下，这个硫键会断裂，释放出活性硫原子或硫自由基。
· 与硫化体系的竞争： 橡胶的标准硫化体系主要由硫化剂（如硫磺/S）、促进剂（如CZ, DM等）和活性剂（如氧化锌/硬脂酸）组成。当您将硅69加入炭黑中，硅69在硫化过程中会提前分解并消耗一部分促进剂和活性剂。
· 后果： 这导致真正用于橡胶主链交联的硫化剂和促进剂剂量相对不足。橡胶大分子之间无法形成足够多的交联键（三维网络结构），即交联密度偏低。
· 表现为“发粘”： 交联密度不足的橡胶，其分子链之间作用力弱，未交联的线性分子链或链段较多，宏观上就表现出强度低、永久变形大、表面发粘、类似未完全硫化的状态。

简单比喻： 本来为一锅饭（橡胶）准备的柴火（硫化剂），现在被一个提前来的客人（硅69）分走了一部分，导致饭没有完全煮熟（硫化不足），所以粘牙（发粘）。

1. 硅69与白炭黑的混淆使用或工艺错误

硅69最初是为了在白炭黑（二氧化硅）填充的“绿色轮胎”配方中作为偶联剂而开发的。它的主要作用是在白炭黑表面的硅羟基（-Si-OH）和橡胶分子（如SBR/BR）之间架起“桥梁”，改善相容性和结合力。

· 用在炭黑体系： 将硅69用于炭黑体系本身不是错误，炭黑表面也有少量含氧官能团，硅69也能起到一定的改善分散和增强作用。但如果配方是直接从一个白炭黑配方修改而来，而没有相应调整硫化体系，就极易出现问题。
· 工艺顺序错误： 如果硅69没有与炭黑和橡胶在高温下（通常在140-160°C）进行充分的“预处理”或“原位改性”，而是直接与其他小料（特别是促进剂）一起在较低温度下（如100°C以下）加入，那么硅69就无法有效与炭黑/橡胶结合，反而会作为一个高含硫量的“杂质”干扰正常硫化。

1. 硅69用量过多

过量的硅69意味着会分解出过量的活性硫和乙氧基硅烷。

· 过量活性硫： 这可能导致硫化速度过快（焦烧风险增加），但更可能形成大量的多硫键（-Sx-）。多硫键键能低、长度长、不稳定，使得硫化胶网络结构脆弱，同样会导致物理性能下降和表面发粘。
· 分解副产物： 硅69分解会产生乙醇。如果用量过大，乙醇气体在胶料中无法及时排出，可能会形成微小的气泡或导致硫化不密实，影响表面状态。

1. 基础配方本身处于临界状态

可能您的原始配方（不加硅69时）的硫化体系设计就处于“刚刚好”的临界点。此时加入任何会消耗硫化剂的因素（如硅69），都会轻易地打破平衡，使配方从“充分硫化”滑向“硫化不足”。

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解决方案与排查步骤

1. 首要措施：调整硫化体系
   · 增加促进剂用量： 这是最直接有效的方法。可以尝试逐步提高促进剂（如CZ）的用量，比如增加10%-30%，观察硫化曲线和硫化胶的物理性能（特别是交联密度和门尼粘度）。
   · 进行硫化仪测试： 使用橡胶硫化仪（RPA或MDR）对比添加硅69前后的硫化曲线。如果发现最大转矩（MH）明显下降，硫化时间（T90）延长，这几乎是硫化剂被抢夺、交联密度下降的铁证。
2. 检查硅69的添加工艺
   · 确保采用正确的“预处理”工艺：先将硅69与炭黑、橡胶基体在高温下混炼一段时间（如160°C，3-5分钟），使其充分反应，然后再降温加入硫化剂、促进剂等。这能最大化其偶联效率，最小化对硫化体系的干扰。
3. 评估硅69的用量
   · 参考炭黑的比表面积和结构度，检查当前硅69的添加量（通常是炭黑用量的百分之几）是否合理。如果怀疑过量，可适当降低用量进行试验。
4. 检查其他原材料
   · 确认使用的炭黑、橡胶等原材料没有发生批次变化。例如，不同产地的炭黑表面化学性质可能有细微差别，会影响与硅69的反应。

总结

根本原因大概率是：硅69分解消耗了促进剂，导致主体橡胶的硫化体系失衡，交联密度不足。

您的排查重点应该是：通过硫化仪检测确认交联密度变化，并系统地调整（增加）促进剂的用量，直至获得理想的硫化状态和物理性能。

建议从“增加促进剂用量20%”这个方案开始试验，效果通常会非常明显。