炭黑改性及其在橡胶中的应用
白炭黑的用途及作用橡胶
白炭黑的用途及作用橡胶概述白炭黑是一种由二氧化硅组成的无机化合物，其化学性质稳定，物理性质特殊。
在橡胶工业中，白炭黑被广泛应用于橡胶制品的填充剂和增强剂中，具有重要的作用。
本文将介绍白炭黑在橡胶中的用途及作用，旨在提供有关的科学知识和应用实例，以促进橡胶行业的发展和技术进步。
白炭黑的用途白炭黑在橡胶制品中有多种用途，主要包括以下几个方面：增强剂白炭黑的颗粒形状和表面积特性使其在橡胶制品中具有良好的增强作用。
它可以增加橡胶制品的强度、硬度和耐磨性，并能提高抗拉强度和疲劳寿命。
因此，白炭黑常被用作增强剂来改善橡胶制品的综合性能。
填充剂白炭黑的高比表面积和吸附性能使其成为一种优良的填充剂。
它可用于提高橡胶制品的体积和质量，并改善其加工性能。
通过添加适量的白炭黑，可以有效降低橡胶制品的成本，提高其性能和可靠性。
硫化活性促进剂白炭黑在橡胶的硫化过程中能够促进硫的分散，提高橡胶的硫化速度和程度。
这是因为白炭黑表面的氧化物可作为硫化反应的催化剂，促进硫化剂和橡胶之间的反应，并加速硫与橡胶的交联作用。
因此，白炭黑常被用作硫化活性促进剂，以提高橡胶制品的硫化效果和质量。
抗老化剂白炭黑在橡胶中的分散性能较好，能够有效分散并阻止橡胶中的氧气、光线和热能的深入渗透，从而减缓橡胶的老化过程。
因此，白炭黑常被用作抗老化剂，可以延长橡胶制品的使用寿命和稳定性。
导电填料白炭黑具有较高的导电性能，可用作橡胶导电填料。
通过添加适量的白炭黑到橡胶中，可以降低橡胶的电阻率，提高橡胶制品的导电性能。
这在一些特定的橡胶制品中十分重要，如防静电橡胶、导电密封圈等。
白炭黑的作用白炭黑在橡胶中的作用主要体现在以下几个方面：增强橡胶的物理性能白炭黑能够填充橡胶的空隙，增加橡胶的体积和质量，提高橡胶制品的硬度、强度和耐磨性。
通过调节白炭黑的用量和分散性能，可以有效控制橡胶制品的物理性能和力学性能。
促进橡胶的硫化反应白炭黑可促进橡胶的硫化反应，通过提高硫化速度和程度，加强橡胶的交联作用。
橡胶炭黑介绍及常用的标准炭黑实际应用范围
橡胶炭黑介绍及常用的标准炭黑实际应用范围炭黑即碳黑（carbonblack），是一种无定形碳。
轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10－3000m2／g，是含碳物质（煤、天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。
炭黑按性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。
炭黑可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也经常用于橡胶生产补强剂；炭黑按用途不同，通常分为色素用炭黑、橡胶用炭黑、导电碳黑和专用碳黑。
炭黑一般是指碳单质微粒，一般是由于有机物燃烧不充分，其中的氢元素和氧元素转化为水，而碳元素燃烧不充分，就会脱离分子，形成炭黑。
用炉黑生产工艺可得到几乎所有粒径范围的炭黑，同一品种的炭黑，其粒子大小并不完全相同，呈现一个粒径分布范围。
一般来说，粒子较细的品种，粒径分布较窄。
颜料黑越细，炭黑聚集体之间接触点便越多，结果它们之间内聚力越强，当把颜料黑掺入料，即开始进行始炭黑均匀分布时，则对分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔开来，最终达到最高的黑度和着色。
炭黑的密度有两种，一种是真密度，即由组成炭黑的元素及结构（或晶体结构）确定，在没有特别说明的情况下，炭黑的密度指真密度；另一种是倾注密度或视密度，其随炭黑的加工条件变化而不同，需经常测定。
视密度主要为工程设备以及包装、贮运等容器的容积计算提供依据。
粒径小、结构高的炭黑倾注密度小。
粒子小、结构高、表面纯净和表面粗糙度大的炭黑导电性好。
制备导电胶料时，炭黑的用量不能小于某一临界值，否则胶料中过少的炭黑不能形成导电通道或不能引发场致发射，使胶料的导电性不能达到要求。
炭黑在橡胶中的作用1。
增加橡胶制品的耐磨性和使用寿命（补强剂）2。
节约成本，一般橡胶制品都是两份胶一份炭黑（填充剂）各品种炭黑的用途区别是什么？炭黑按用途分类按照用途可把其分为两类：橡胶用炭黑、色素炭黑1、色素用炭黑的分类国际上根据炭黑的着色能力，通常分为三类，即高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。
白炭黑表面改性及应用研究进展
白炭黑表面改性及应用研究进展白炭黑是水合SiO2，外观呈白色，一次粒径为20～40nm，属于纳米材料。
做为橡胶工业用增强填料，2005年世界沉淀法白炭黑消耗70万t，2010年可能会超过80万t。
白炭黑能大幅度提高胶料的物理机械性能，减少胶料滞后、降低轮胎的滚动阻力受到广泛的关注[2]。
白炭黑具有特殊的表面结构(带有表面羟基和吸附水)、特殊的颗粒形态(粒子小，比表面积大等)和独特的物理化学性能，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、医药、日用化工诸多领域。
1.1 白炭黑的表面结构白炭黑是二氧化硅的无定形结构，系以Si原子为中心，O原子为顶点所形成的四面体不规则堆积而成的。
白炭黑表面存在三种羟基：一是孤立的自由羟基；二是连生的、彼此形成氢键的缔合羟基；三是双生的,即两个羟基连在一个Si原子上的羟基，孤立的和双生的羟基都没有形成氢键。
由于表面能较大，聚集体倾向于凝聚，产品的应用性能受到影响：如在橡胶硫化系统里不能与聚合物很好地相容和分散，在轮胎中大量使用需要同时加入硅烷偶联剂等等。
为了提高白炭黑与聚合物之间的相容性，提高炭黑粒子在胶料中的的分散能力，消除粒子表面电荷，需要对白炭黑进行表面改性，以改善其应用效果，提高产品的附加值，拓展产品的应用领域。
1.2 白炭黑表面改性方法白炭黑的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与白炭黑表面上的羟基发生反应，消除或减少表面硅醇基的量，接枝或包覆其他化学物质，使产品由亲水性变为疏水，以达到改变表面性质的目的[2]。
主要改性方法如下：（１）表面活性剂改性：采用钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐等覆盖在粒子表面，改变粒子的部分性能；（2）硅烷偶联改性：采用有机基团取代白炭黑的表面羟基，使其有机硅烷化。
（3）包覆改性：在粒子周围均匀地包覆一层其它物质的膜。
2.白炭黑改性研究现状2. 1表面活性剂改性国外白炭黑的表面改性研究起步于20世纪60~70年代，Thammathadanukul[3]等人比较了几种表面改性的沉淀SiO2对天然橡胶混合物的补强性能。
丁腈橡胶中炭黑的作用_概述说明
丁腈橡胶中炭黑的作用概述说明1. 引言部分内容如下：1.1 概述丁腈橡胶是一种重要的弹性体材料，广泛应用于汽车、建筑、医疗等领域。
然而，纯丁腈橡胶的性能有限，无法满足某些特定需求。
为了改善丁腈橡胶的性能，炭黑被引入其中，并起到了至关重要的作用。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对炭黑在丁腈橡胶中的作用进行概述说明：2. 丁腈橡胶和炭黑简介：对丁腈橡胶和炭黑进行简单介绍。
3. 炭黑在丁腈橡胶中的作用机制：探讨炭黑对丁腈橡胶性能的影响机制。
4. 炭黑对丁腈橡胶物理性能的影响：具体分析炭黑对强度、硬度、耐蚀性和耐候性等物理性能的改善作用。
5. 结论：总结炭黑在丁腈橡胶中的作用，并展望未来发展方向。
1.3 目的本文章的目的是为了深入研究并全面了解炭黑在丁腈橡胶中的作用。
通过分析炭黑对丁腈橡胶性能的影响，可以为材料工程师和科研人员提供参考，以便更好地应用丁腈橡胶和炭黑材料，以满足不同领域的需求。
同时，展望未来发展方向，有助于促进相关研究和技术创新。
2. 丁腈橡胶和炭黑简介2.1 丁腈橡胶介绍丁腈橡胶（NBR）是一种合成弹性体，具有优异的耐油性、耐溶剂性和耐磨性。
它是由1,3-丁二烯和丙烯腈共聚合而成，其中丙烯腈单体的含量决定了丁腈橡胶的耐油性能。
在常温下，丁腈橡胶表现出较高的物理强度和机械性能，因此广泛应用于汽车零部件、工业密封件、手套等领域。
2.2 炭黑介绍炭黑是一种碳基纳米材料，通常以团状或球形颗粒形式存在。
它由天然气或石油中的碳原子经过加热裂解而得，具有高比表面积和吸附能力。
在橡胶工业中，炭黑被广泛用作填充剂和增强材料。
根据其结构和特性的不同，可以分为硫化型炭黑和非硫化型炭黑两种类型。
- 硫化型炭黑是通过与橡胶共同加工硫化制成的。
它具有较高的增强能力和机械性能改善效果，且对热老化和耐磨性的提升效果显著。
- 非硫化型炭黑则主要用作填充剂，用于改善橡胶的加工性能和降低成本。
由于其特殊的表面化学性质和结构特点，炭黑可以有效地与橡胶相互作用，提高橡胶材料的综合性能，并满足不同应用领域对材料力学性能、防老化性能等方面的要求。
各种炭黑牌号用途
各种炭黑牌号用途炭黑是一种常见的碳质颜料，广泛应用于橡胶、塑料、墨水、涂料、油墨、化妆品等领域。
根据其物理和化学性质的不同，炭黑可以细分为多个牌号，每种牌号都有不同的用途。
下面是一些常见的炭黑牌号及其用途：1.N220：N220是一种高效能炭黑，具有较高的耐磨性和拉伸强度，广泛应用于橡胶制品的加工中。
它能够提高橡胶的抗拉、抗撕裂、硬度和耐磨性能，常用于制作汽车轮胎、工业胶管、输送带等。
2.N330：N330是一种多功能炭黑，具有中等的加工性能和耐磨性，广泛应用于橡胶制品、塑料制品、涂料等行业。
它能够增加橡胶制品的耐磨性、硬度和张力强度，被广泛用于制作轮胎、胶管、电线和电缆等。
3.N550：N550是一种颗粒较大的炭黑，具有较高的抗撕裂性能和耐磨性，广泛应用于橡胶制品、涂料和塑料制品中。
它能够提高橡胶制品的耐磨性、抗撕裂性和抗切割性能，被广泛应用于工业胶管、密封制品、运动鞋底等。
4.N660：N660是一种较大颗粒的特种炭黑，具有较高的加工性能和耐磨性，广泛应用于橡胶制品和工业产品中。
它能够提高橡胶制品的耐磨性、耐裂纹性和韧性，被广泛用于制作轮胎、高速医用橡胶手套、运动器材等。
5.N774：N774是一种特殊的炭黑，具有较强的电导性和耐候性，广泛应用于橡胶制品和电子材料中。
它能够提高橡胶制品的电导性、抗紫外线照射性能和耐候性能，被广泛用于制作电缆、导电橡胶制品等。
6.N990：N990是一种高强度的炭黑，具有较高的硫磺吸附能力和电导性，广泛应用于橡胶制品和印刷油墨中。
它能够提高橡胶制品的硬度和抗拉伸强度，被广泛用于制作高性能轮胎、印刷油墨等。
除了以上牌号外，还有许多其他炭黑牌号，如N326、N375、N6600等，在不同的应用领域中有着特殊的用途。
总的来说，炭黑作为一种重要的颜料和填料，广泛应用于橡胶、塑料、油墨等行业，为产品提供了增强机械性能、调节颜色和提高耐久性等重要功能。
各种炭黑牌号的不同特性能够满足不同产品的需求，提高产品的品质和性能。
炭黑的各个型号及用途
炭黑的各个型号及用途炭黑是一种常见的工业材料，具有广泛的用途。
下面将介绍炭黑的各个型号及其主要用途。
1. N220型炭黑：N220型炭黑是一种高耐磨、高强度的炭黑。
其主要用途包括轮胎、工业橡胶制品、泡沫橡胶、轴承润滑材料等。
由于其具有较高的抗撕裂性能和耐化学溶剂性能，因此也广泛应用于塑料和油墨等工业。
2. N330型炭黑：N330型炭黑是一种中等强度的炭黑。
它通常用于橡胶制品，例如轮胎、橡胶管、传动带等。
N330型炭黑还可以用于制作橡胶鞋底、橡胶垫等制品，其优良的耐磨性能和强度使得其在橡胶工业中得到广泛应用。
3. N550型炭黑：N550型炭黑是一种中等耐磨、高抗撕裂性能的炭黑。
它主要用于轮胎、工业橡胶制品、化学品的涂料和制造材料。
N550型炭黑在橡胶制品中被广泛用于高强度胶带、传动带、汽车密封件和工业橡胶制品等方面。
4. N660型炭黑：N660型炭黑是一种较高硫含量的炭黑，具有较好的耐磨性能和耐化学性能。
它主要用于轮胎、皮革、橡胶制品和工业胶带等方面。
由于其较高的硫含量，N660型炭黑还可以用于制备橡胶制品中的硫化促进剂，从而提高橡胶制品的硫化效果。
5. N772型炭黑：N772型炭黑是一种低耐磨性的炭黑。
它主要用于橡胶制品、涂料和塑料等。
N772型炭黑具有较大的表面积和吸附性能，可以有效地提高橡胶制品和塑料的加工性能和物理性能。
此外，炭黑还有其他一些特殊型号，如高品质炭黑、低挥发炭黑和特种颜料炭黑等，这些炭黑通常应用于特殊领域，如高级橡胶制品、电子材料和食品包装等。
高品质炭黑在高级橡胶产品（如工程橡胶制品、电缆芯和高强度输送带等）中应用广泛。
低挥发炭黑主要用于橡胶制品和食品包装，以减少有害物质的挥发。
特种颜料炭黑主要用于涂料、塑料和印刷油墨等行业，以增加颜料的黑度和色彩稳定性。
总的来说，炭黑的各种型号具有各自独特的物理和化学性质，适用于不同的工业领域。
炭黑的应用范围非常广泛，其中最主要的应用领域是橡胶制品，如轮胎、橡胶管等。
炭黑作用机理及在橡胶中的应用研究进展
１ ． ３填料网络理论 随着炭黑配合量 的增 加，炭黑粒子之 间可 形成填料 网络结构。对于形成填料网络而言，填 料和填料之间、填料和聚合物之间的相互作用及 聚集体间的距离是重要 的影响因素 。
１ ． ４炭黑表 面结构理 论
该 理 论 认 为 ， 活 性 填 料 的 表 面 是 不 光 滑
特性 ，如耐 磨性 ， 从而 延 长制 品的 使用 寿命 。
１炭黑 的增 强作 用机理
目前 ，关于炭黑的增强作 用机理主要有分 子链滑动理论 、结合胶理论、填料 网络理论、炭 黑表面结构理论以及范得华网络理论等 。 １ ． １ 分子链滑动理 论 分子链 滑动理论认为 ，吸附在 炭黑表面 的 橡胶分子链有一定的活动能力。初始状态下，长
１ ６
炭黑 作 用机理 及 在橡胶 中的应 用研 究进 展
的，弹性体的增强受活性填料的表面结构粗糙度
和尺 寸范 围影 响 。炭 黑粒子 表 面 凹凸不 平， 粒子 问有 尖锐 的边 缘 。这种 结构 对于 体积 效 应或者 填
低，耐磨性能下降；成品轮胎耐久性能提高，胎 冠生 热降 低， 生产 成本 略微 增大 ， 轮胎燃 油 经济 性 大 幅提高 。 ２ ． ２丁苯橡胶 徐帅锋 等 ０ 研 究 了不 同粒径炭黑对 溶聚丁 苯橡胶 （ Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ ） 性能的影响。结果表明：结构度高 的炭黑填充Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ ￣炼胶的加工性能较差；高结构 度Ｂ Ｌ 系列炭黑填 充Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ 硫化胶 的定伸应力 、拉 伸强度 、撕裂强度和补强因子均 比低结构度炭黑
能较差 。
料和聚集体的相互作用有着巨大的影响。 １ ． ５范德华 网络理论 该理论假设炭 黑聚集体 内部的炭黑粒子是
沿着拉伸方向平行排列的，粒子表面被聚合物全 部覆盖，连接聚集体和聚集体链的长度存在着一
炭黑在橡胶中的分散
炭黑在橡胶中的分散橡胶是一种常见的高分子材料，广泛应用于汽车轮胎、橡胶管、橡胶密封件等领域。
为了提高橡胶的性能，通常需要添加一些填料，其中炭黑是最常用的一种。
炭黑的加入可以增加橡胶的强度、耐磨性和耐候性。
然而，炭黑的分散性对橡胶的性能有着重要的影响。
炭黑是一种由碳元素组成的黑色颗粒状物质，具有较大的比表面积和吸附性能。
在橡胶中，炭黑的主要作用是填充剂和增强剂。
填充剂的作用是填充橡胶分子链之间的空隙，增加橡胶的体积，并提高橡胶的硬度和强度。
增强剂的作用是增加橡胶的拉伸强度和耐磨性。
然而，如果炭黑不能均匀分散在橡胶中，会导致橡胶的性能不稳定，甚至影响到整个制品的质量。
炭黑在橡胶中的分散可以通过物理和化学方法来实现。
物理方法包括机械混炼、热炼、挤出和压延等。
机械混炼是最常用的方法，通过炭黑颗粒在橡胶中的剪切和磨擦作用，使炭黑分散在橡胶中。
热炼是一种将橡胶和炭黑加热到一定温度，使之融合在一起的方法。
挤出和压延是将橡胶和炭黑混合物通过挤出机或压延机加工成所需形状的方法。
这些物理方法都可以有效地改善炭黑在橡胶中的分散性。
除了物理方法，化学方法也可以用于改善炭黑在橡胶中的分散性。
化学方法主要是通过表面改性来增加炭黑与橡胶之间的相容性。
常用的表面改性剂有硅烷偶联剂、胺类化合物和酚醛树脂等。
这些表面改性剂可以与炭黑表面发生化学反应，形成化学键，从而增加炭黑与橡胶之间的相互作用力，提高炭黑在橡胶中的分散性。
炭黑在橡胶中的分散性对橡胶的性能有着重要的影响。
首先，炭黑的分散性直接影响到橡胶的物理性能。
如果炭黑不能均匀分散在橡胶中，会导致橡胶的硬度和强度不均匀，影响到制品的使用寿命。
其次，炭黑的分散性还会影响到橡胶的加工性能。
如果炭黑分散不良，会导致橡胶在加工过程中出现堵塞、断裂等问题，降低生产效率。
此外，炭黑的分散性还会影响到橡胶的耐候性和耐磨性。
如果炭黑分散不良，会导致橡胶在长期使用或恶劣环境下易老化、开裂和磨损。
为了改善炭黑在橡胶中的分散性，可以从以下几个方面入手。
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炭黑改性及其在橡胶中的应用
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一直以来 " 科研 工 作 人 员 进 行 了 大 量 的 炭 黑 表 面 物理和化学改性研究工作 " 由此 " 本文从炭黑表面 表 面 吸 附$ 表 面 接 枝$ 氧化和卤化改性几方 包覆 $ 面出发 " 总结近 几 年 来 炭 黑 改 性 技 术 及 应 用 的 新 进展 % !! 炭黑包覆改性 各种不同性 能 的 填 料 通 过 适 当 的 并 用 技 术 " 对聚合物的性能可起到协同效应 % 白炭黑是补强 效果最接近炭黑 的 浅 色 补 强 剂 " 其填充胶料具有 下低损耗因子和较低温度! 较高 温 度 ! D $[ # $[ # 下高损耗因子的 特 性 " 即低滚动阻力和高抓着力 性能 " 如果在橡胶中同时填充白炭黑和炭黑 " 将可 得到低油耗 $ 高耐磨性 $ 低生热性和抗湿滑性优异
A # $ $[ ! !! 炭 黑 由 碳 氢 化 合 物 在 高 温 下 ! # 脱氢和重 缩 合 反 应 形 成 % 其 层 状 类 石墨 A " $ $[ 微晶基本粒 子 结 构 中 含 E C_ !E E_ 的 碳 及 少 量 氢$ 氧$ 硫$ 灰分等成分 " 各碳原子位于正六角形顶 角上 " 形 成 六 角 形 平 面 层" 层 面 边 缘 有 自 由 基$ 氢 和含氧基团等功能团 " 其中 " 表面含氧基团依其结 合或解离质子能力不同而呈现酸性 $ 碱性和中性 " 如羧基 $ 酚基 $ 酸酐基 $ 内酯基等酸性含氧基团 " 氧 万方数据 杂萘满基和吡喃酮基等碱性含氧基团 " 羰基 $ 醌基 和环状过氧基等中性含氧基团
D" %( 的绿色轮胎 制 品 ’ %使用适当的偶联剂可制备
% 这些官4; 是其进行化学改性的反应 如自由基对化学吸附影响很大 " 表面氢比较活 点" 泼" 容易发生取代反应等 " 利用炭黑表面性质对其 进行改性研究已经成为炭黑应用中的热点课
!" ?( 题’ %
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发剂 # 使单体 L 同时与炭黑表面活性基团 和橡 胶 分子链发生接枝 反 应 # 从而提高了炭黑在橡胶基 体中的分散 # 加强了橡胶与炭黑之间的结合 + 所制 备的 8 )改性炭黑复合材料物理性能和热稳定 P 2 性优异 # 天然橡胶)改性炭黑复合材料热稳定性和
! $" 抗湿滑性 良 好 & 游 长 江 等 ! 制备了丙烯酸丁酯
C( 足使用要求的改性炭黑 " 并赋予炭黑新的功 能 ’ %
收稿日期 " ! $ $ D;$ %;A C 作者简介 " 岑 ! 兰! " 女" 硕士 " 主要从事聚合物改性研究 % A E D "; #
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特 种 橡 胶 制 品
第! "卷!第#期
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高安全绿色轮胎 的 广 泛 使 用 " 对补强炭黑提出更 高的要求 % 众所周知 " 高分子为低表面能物质 " 而 炭黑为高表面能物质 " 它亲水性好 " 与疏水性的有 机物吸附性弱 " 炭黑粒子间容易附聚 " 在高分子基 体中的分散 性 差 " 削 弱 了 炭 黑 的 作 用 效 果%因 此 应从降低炭黑聚集体间的相互作用 " 增强炭黑)聚 合物相互作用 " 提高炭黑在聚合物基体中的分散 性角度 " 对炭黑表面进行物理化学改性 " 以得到满
改性炭黑 # 所得 改 性 炭 黑 填 充 丙 烯 酸 酯 硫 化 胶 的 撕裂强度 * 耐屈 挠 龟 裂 性 和 拉 断 伸 长 率 有 了 较 大 幅度的提高 &
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酚基与吡 吡啶官能团的氮 原 子 形 成 离 子 键 结 合 # 啶官能团形成氢 键 # 使聚合物与炭黑粒子间形成 高能量键合 # 而2 Y R 主 链 与 橡 胶 基 体 相 容 性 好# 因此有效地减小了填料)填料间的作用 # 增加了填 料)弹性体相互作用 # 改性炭黑在 丁苯 橡胶 $ & P 2% 中的分 散 性 良 好 # & P 2 硫化胶物理力学性能提 高# 高温 $ 的 损 耗 因 子 降 低# 从而得 D $[ 和 E $[ % 到低温 高 滞 后 和 高 温 低 滞 后 的 胎 面 胶 & 李 卫 青