增塑劑是橡膠和膠粘劑行業(yè)的重要組成部分之一妒潭。一方面悴能，增塑劑用于降低硬度，提高加工性能雳灾，降低原材料成本漠酿。另一方面，隨著增塑劑含量的降低谎亩，機械性能會隨之惡化炒嘲。此外，增塑劑經(jīng)常會因揮發(fā)或滲出而隨時間的推移引起橡膠產(chǎn)品特性的變化和變色匈庭。由于環(huán)境和人類健康問題摸吠，鄰苯二甲酸酯增塑劑和芳香油可能會受到管制『炕ǎ可樂麗液體橡膠（KLR）是可與固體橡膠共硫化的增塑劑。故KLR不可能會受到這些滲出或揮發(fā)問題的侵害呀洲。因此紊选，我們預(yù)計KLR作為環(huán)保型增塑劑將有增長潛力。
表1道逗、液體橡膠的基本性能
可樂麗液體橡膠的特性
KLR是一種低分子量的聚二烯兵罢。分子量被設(shè)計在典型的固體橡膠和增塑劑之間，如圖1所示滓窍。因此卖词，KLR具有橡膠和增塑劑的特點，即是說既具固體橡膠的共硫化性又具有良好的塑化效果。由于擁有這些性質(zhì)此蜈，我們稱這種液體橡膠為“活性增塑劑”即横。
圖1、KLR份子量
可樂麗液體橡膠等級排列
KLR可在均聚物（標準級）裆赵，共聚物和改性（氫化东囚、羧化和甲基丙烯酸化）聚合物中使用。這些聚合物由異戊二烯战授、丁腈和苯乙烯組成（圖2）页藻。表1顯示了KLR的典型性能。
表2植兰、高炭黑含量配方
高炭黑含量配方的性能
大量的炭黑（CB）和酚醛樹脂用于輪胎唇部的填料配方份帐，以達到高硬度和高貯存模量（E′），提高輪胎的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性楣导。然而废境，摻入大量的CB，由于產(chǎn)生的高門尼粘度爷辙，使加工性能惡化彬坏，增塑劑的使用受到限制，因為它降低硬度和存儲模數(shù)膝晾。因此栓始，輪胎唇部的填料配方對增塑劑的要求是能夠保持橡膠膠料剛度。
表3血当、冬季輪胎配方
如表2所示幻赚，LIR-50在一個輪胎唇部的填料配方中被混合。第一次混合是使用Mixtron BBL1800攪拌機（神戶鋼鐵有限公司）混合5.5分鐘臊旭，并用8"輥軋機（關(guān)西軋輥有限公司）壓成片狀落恼，以降溫至環(huán)境溫度。第二次混合是添加硫化劑并用BB攪拌機混合1.25分鐘离熏，然后在8"輥軋機上制備3毫米厚度的片材佳谦。用熱壓縮法在160℃經(jīng)25分鐘制備了2毫米厚的硫化膠片。
表4滋戳、LBR配方性能
由于CB高負荷钻蔑，我們經(jīng)常看到攪拌困難奸鸯；然而咪笑，用5～15份的LIR-50來替代部份天然橡膠（NR）其加工性可獲得改善，門尼粘度降低娄涩，用電量也相應(yīng)減少（圖3）窗怒。此外，在25℃時，高達10份的LIR-50最為有效地增加硫化膠的存儲模數(shù)（E′）扬虚。炭黑分散度儀（Alpha 技術(shù): ISO 11345:2006E方法C)觀察表明努隙，10份LIR-50改善了CB分散性，它與 E′相關(guān)（圖4）孔轴。
圖2剃法、KLR等級排列
酚醛樹脂在高門尼粘度和低極性NR/CB配方中難以分散，在配方1中路鹰，含酚醛樹脂的CB可形成大粒徑聚集體贷洲。該機理假定最初是將液體異戊二烯橡膠粘附在CB表面上，而濕CB在NR中得到了改進的分散性晋柱，降低了門尼粘度优构，從而也支持了CB和酚醛樹脂更好的分散。當(dāng)使用5或10份的LIR-50時雁竞，保持了拉伸性能钦椭，但15份的LIR-50則造成延伸性能退化（圖5）。因此碑诉，10份的LIR-50是塑化效果彪腔、高模量和力學(xué)性能的最佳組合。
表5进栽、液體金合歡烯橡膠典型性能
表6德挣、增塑劑列表
表7、全鋼載重子午胎胎面膠配方
冬季輪胎配方軟化劑
軟化劑是冬季輪胎胎面膠的重要成分快毛，以在﹣20℃下減少E′格嗅，這有助于提高冰雪路面的抓地性能，因為在低溫下較低的E′使輪胎胎面變形唠帝，以緊緊粘附結(jié)冰道路的光潔表面上屯掖。然而，輪胎在公路上使用時襟衰，大多數(shù)軟化劑會遷移或滲出贴铜，造成輪胎胎面變硬，導(dǎo)致其冰面抓地力性能惡化瀑晒。因此阀湿，無滲出軟化劑有望可提供長壽命輪胎。
圖3瑰妄、LIR-50的塑化效果
圖4、在25℃時CB分散與E′的相關(guān)性
圖5映砖、在25℃時的拉伸性能
使用Mixtron BBL1800攪拌機和8"輥軋機间坐，液態(tài)丁二烯橡膠（表1）與NR、溶聚丁苯橡膠（sSBR）、二氧化硅竹宋、CB和硫化劑得到充分混合劳澄，配方如表3所示。性能結(jié)果匯總在表4中蜈七。LBRs提高耐磨性秒拔，同時保持拉伸性能，并顯示了與環(huán)保芳烴油（TDAE）類似水平的塑化效果飒硅。
圖6砂缩、遷移測試設(shè)置
硫化測試件（75mm×45mm×2mm）被夾在由NR/CB=100/40（重量比）組成的無增塑劑的硫化膠片中，并施加500克重量的壓力三娩，如圖6所示庵芭。測試組保持在70℃的一個房間里。20天后雀监，配方1（TDAE）中觀察到8.2%的重量下降双吆；然而，由于LBR（圖7）的共硫化性会前，配方2～4重量幾乎有一半保持好乐。這種現(xiàn)象提高了長期的冰面抓地力性能的可靠性。圖8中總結(jié)了在﹣20℃下的E′瓦宜，以顯示在70℃下20天遷移測試前后的差異蔚万。由于TDAE遷移，配方1變得更加堅硬歉提，但即使在遷移測試以后笛坦，LBR仍保持低E′，特別是LBR-307苔巨，由于它的低遷移和低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg為﹣95℃）版扩，在遷移測試之前和之后都顯示出低E′。
圖7侄泽、遷移測試結(jié)果
圖8礁芦、遷移測試前后的E′
生物基液體橡膠
可樂麗與工業(yè)生物科學(xué)公司阿米瑞斯合作。阿米瑞斯利用其工業(yè)生物學(xué)平臺將植物糖轉(zhuǎn)化為反式-β-金合歡烯悼尾。圖9中橙色突出顯示的是反式-β-金合歡烯的共軛二烯端部基團柿扣，它可令其與陰離子、陽離子闺魏、基團和配位聚合物進行聚合未状。圖9中綠色突出顯示的是區(qū)分反式金合歡烯與目前石油來源的單體（諸如異戊二烯和丁二烯）的區(qū)別。長鏈分支尾部為低粘度和反應(yīng)性材料提供了機會析桥。
圖9司草、反式-β-金合歡烯的分子結(jié)構(gòu)
在這一協(xié)作過程中可樂麗開發(fā)的第一個產(chǎn)品是液體金合歡烯橡膠(LFR-107)艰垂，其典型的性能如表5所示。該產(chǎn)品代表了可樂麗現(xiàn)有的液體橡膠生產(chǎn)線的擴展埋虹，包括基于異戊二烯猜憎、丁二烯和苯乙烯單體的一系列產(chǎn)品。
圖10搔课、門尼粘度ML 1+4
當(dāng)反式-β-金合歡烯作為KLR產(chǎn)品中的單體時胰柑，由于其分子的獨特結(jié)構(gòu)，能夠超越現(xiàn)有的KLR產(chǎn)品線爬泥，擴展典型性能與應(yīng)用空間柬讨。已被測試的LFR首次應(yīng)用是作為增塑劑添加到輪胎配方中，它表現(xiàn)出獨特的性能急灭。所觀察到的一些性能優(yōu)勢包括減少了輪胎的油遷移姐浮，改善了加工性，降低了滾動阻力葬馋，并改善了低溫性能卖鲤。
石油樹脂通常用在載重汽車子午線輪胎胎面上作為增塑劑替代加工油以減少遷移；然而畴嘶，由于樹脂的Tg比加工油更高蛋逾，因此樹脂將橡膠化合物的tanδ峰值轉(zhuǎn)變到更高的溫度。結(jié)果導(dǎo)致全鋼載重子午線胎的燃料效率變差窗悯。與石油樹脂和加工油相比較区匣，我們對LFR-107改善燃料效率的效果進行了評價。
表8蒋院、性能一覽
使用Mixtron BB 1800混合機和8〞輥軋機將LFR-107亏钩、石油樹脂和加工油（表6）與NR、CB和硫化劑混合欺旧，配方如表7所示姑丑，并在表8中總結(jié)了所得的性能。圖10顯示了在 130℃不同橡膠配方的門尼粘度比較辞友。與在沒有任何增塑劑的情況相比栅哀，LFR-107顯著降低粘度，略微超過添加TDAE或石油樹脂所產(chǎn)生的減少称龙。在加工過程中降低粘度使得在制造過程中使用橡膠配方變得更加容易留拾。當(dāng)復(fù)合到全鋼子午線胎胎面膠的橡膠配方時，LFR還表現(xiàn)出獨特的粘彈性性能鲫尊。
當(dāng)石油樹脂添加劑的用量從2增加到6時痴柔，與 TDAE 相比，tanδ明顯增加疫向。另一方面竞帽，當(dāng)石油樹脂添加到6時扛施，與之相比LFR-107的tanδ有著18%的減少（圖11）。此外屹篓，LFR-107還保持著其它性能，如硫化速度匙奴、硬度堆巧、抗拉強度和伸長率（表8）。這些基本的物理性能提供輪胎低滾動阻力泼菌，而又不損失其耐久性谍肤。減少的tanδ被證明與提高燃料效率相關(guān)。因此哗伯，金合歡烯提供了一種獨特的方法來制造出性能改善的輪胎荒揣，如具較低的滾動阻力，且又沒有影響輪胎耐久性等其它性能焊刹。
圖11系任、動態(tài)力學(xué)分析（25℃）
除了這些特性外，橡膠化合物中的LFR-107顯示出較少的析出（圖12）虐块，延長了輪胎的性能壽命俩滥。減少增塑劑從輪胎中析出也有助于改善環(huán)境，因為這些材料在駕駛過程中不會滲出污染空氣或滲入地下水贺奠。
圖12构资、用甲苯萃取增塑劑
總結(jié)
在幾種不同的輪胎配方中沿量，與典型加工油相比較，可樂麗液體橡膠（KLR）可提供差異化性能。在輪胎唇部的填料配方中纹份，液體異戊二烯橡膠提供了改進的高剛性，而液體丁二烯橡膠則有助于提供優(yōu)良的冰面抓地力性能祖娘，并延長了冬季輪胎配方膠的壽命丽焊。最后，液體金合歡烯橡膠還提供較低的滾動阻力箕肃。這也表明婚脱，KLR可以作為功能性添加劑，而不僅是為了提高加工性能勺像。（文章來源于網(wǎng)絡(luò)）
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