Номер документа: TR-2026-06-12
Дата выпуска: 12 июня 2026 года
Применяемые отрасли: шины, уплотнения, шланги, конвейерные ленты, формованные изделия
Технический спектр: структура нанопластинок, высокая армирующая способность, высокая газовая барьерность, износостойкость и устойчивость к старению, высокая нагрузка и низкая стоимость
Исполнительное резюме
Данный отчет систематически описывает технические характеристики и ценность применения Nano-Reinforcing Filler PF87 (серия GreenThinking®). Этот продукт представляет собой пластинчатого, мягкого наномасштабного армирующего агента, полученного из природных композитных минералов методом наномодификации и обработки поверхностной активации, с медианным размером частиц D50 = 153 нм. Его армирующий эффект близок к эффекту углеродного черного N550, при этом он сочетает армирующие свойства осажденного кремнезема с преимуществами обработки высокой загрузки и низкой твердости.
На основе измеренных данных из применений, таких как внутренние слои шин, уплотнения из NBR и экструдированные шланги из EPDM (например, прочность на разрыв до 20,32 МПа в системе сульфурной вулканизации NBR, усадка при сжатии всего 10,34%), данный отчет демонстрирует способность продукта балансировать между производительностью и стоимостью при замене традиционного углеродного черного, осажденного кремнезема, каолина и кальцитового карбоната. Более того, PF87 может быть настроен по составу и процессу в соответствии с резиновой матрицей заказчика (натуральная резина, синтетическая резина, ПВХ, CPE и др.) и целевыми характеристиками (газовая барьерность, износостойкость, устойчивость к старению, синергия огнезащитных свойств и др.).
Основная ценность: помогает клиентам снизить стоимость смеси на 10%–30%, улучшить текучесть при обработке, продлить срок службы продукта и соответствовать требованиям системы менеджмента качества, таким как IATF 16949.
1. Текущая ситуация и фон: дилемма выбора армирующего наполнителя и отклонения в характеристиках
В резиновой промышленности выбор армирующего наполнителя напрямую влияет на механические свойства, технологичность и стоимость. Традиционные решения имеют внутренние противоречия:
- Углеродный черный (N550 и др.): высокая армирующая способность, но цена значительно колеблется; высокая загрузка приводит к резкому увеличению твердости, накоплению тепла и ограничению по цвету (только черный).
- Осажденный кремнезем: отличная армирующая способность, но трудно диспергировать; требует использования силановых связующих, высокая энергия перемешивания и высокая Моуновская вязкость.
- Каолин / кальцитовый карбонат: низкая стоимость, но плохая армирующая способность; действует только как расширитель, не может улучшить ключевые механические показатели.
Промышленность часто сталкивается с «отклонением срока службы»: начальные физические свойства соответствуют спецификациям, но после длительного термооксидативного старения, динамического усталостного износа или контакта с медиа, прочность и износостойкость слишком быстро ухудшаются. Большинство клиентов сосредоточены только на базовых показателях наполнителя (размер частиц, удельная поверхность), игнорируя влияние микроскопической морфологии, активности поверхности и ламеллярной структуры на долговременную стабильность.
Техническое позиционирование PF87: благодаря наномасштабной пластинчатой структуре и обработке поверхности он обеспечивает сбалансированное решение с армирующей способностью, близкой к углеродному черному, лучшей технологичностью, чем у осажденного кремнезема, и более низкой стоимостью, чем импортные высокотехнологичные наполнители.
Здесь ведущие Резиновый функциональный наполнитель Производители Китай и Резиновый функциональный наполнитель Поставщики Китай разработали PF87 как продукт следующего поколения. Аналогично, Производители резиновых наполнителей в России и Поставщики резиновых наполнителей в России все чаще предлагают PF87 как универсальный Резиновый наполнитель для замены углеродного черного N550 во многих формулах.
| Тип нагрузки | Типичный источник | Требования к характеристикам наполнителя |
| Термо-окисление | Моторный отсек, накопление тепла при движении | Наполнитель должен препятствовать старению матрицы и поддерживать плотность сшивки |
| Динамическое сжатие/изгиб | Многократная деформация уплотнения, изгиб шины | Укрепляющий наполнитель должен снижать тепловыделение при гистерезисе и повышать усталостную стойкость |
| Внутреннее давление газа | Удержание давления в шине, пневматическая герметизация | Крупнозернистая структура наполнителя создает «лабиринтный эффект» для снижения проницаемости |
| Масляные / химические среды | Контакт масляного уплотнения с смазкой, топливом | Олеофобная обработка поверхности наполнителя повышает сопротивление набуханию |
2. Связанная матрица напряжений: основные механизмы отказа для уплотнений и динамических изделий
В таких приложениях, как внутренние слои шин, масляные уплотнения и шланги, изделия подвергаются множественным нагрузкам: тепло, кислород, динамическое деформирование, масляные среды и удержание воздушного давления.
Преимущество PF87: его крупнозернистая структура и высокая пористость создают запутанный путь в резиновой матрице, значительно улучшая барьер газов (измеренный коэффициент проницаемости снижен более чем на 7%, см. данные внутреннего слоя шины). В то же время наномасштаб (D50 = 153 нм) обеспечивает армирование, аналогичное осадочной кремнезему, повышая износостойкость и усталостную стойкость.
Конкретно, PF87 выступает как отличный нанофильтр для газового барьера внутренней облицовки шины, и это также является экономически эффективной альтернативой осажденному кремнезему во многих неавтомобильных применениях. Для компаундов EPDM его поверхность-активированная природа делает его идеальным поверхностно активированный наноминиральный наполнитель для EPDM.
3. Микро-механизмы и матрица сравнения характеристик: структура–свойство связи PF87
3.1 Основные характеристики продукта
PF87 специально наномодифицирован и поверхностно активирован. Основные физические и химические показатели (из TDS) следующие:
| Параметр | Типичное значение | Метод испытания |
| Медианный размер частиц D50 (нм) | 153 | Лазерное дифракционное анализ |
| D10 (нм) | 73 | - |
| D90 (мкм) | 3.394 | - |
| Площадь поверхности (м²/кг) | 43609 | Расчетное |
| Белизна (GEM) | 71 | - |
| pH (водный раствор) | 5.95 | AFS113-87-S |
| Влажность | 0.91% | AFSC-566 |
| Химический состав: SiO₂ | 50.30% | Химический анализ |
| Al₂O₃ | 34.50% | - |
| TiO₂ | 1.60% | - |
Интерпретация механизма:
- Ломкая структура: частицы плоские; после ориентации они удлиняют путь диффузии газа/жидкости, улучшая барьерные свойства и уменьшая усадку при сжатии.
- Масса частиц наноразмера: сопоставима с осажденным кремнеземом (>100 нм), обеспечивает достаточное армирование при избежании чрезмерной агломерации.
- Обработка активации поверхности: улучшает совместимость с резиновым матрицей, повышает дисперсию и увеличивает время застывания (TS2 увеличено до 66–77 секунд в системе серы NBR).
- Регулируемая высокая твердость: каждое увеличение на 8–10 phr повышает твердость на 1 Shore A, облегчая точную настройку формулы.
3.2 Матрица сравнения характеристик: PF87 против традиционных наполнителей
| Недвижимость | Уголь черный N550 | Осажденный диоксид кремния | Каолин | PF87 |
| Укрепление (прочность на растяжение) | Высокое (базовое) | Очень высокая | Низкий | Близко к N550 (NBR с серой: 20,32 МПа) |
| Моулей вязкость при обработке | Средний | Высокая (требует соединяющего агента) | Низкий | Низкая (NBR с серой ML=0,82-1,05) |
| Газовый барьер | Удовлетворительная | Удовлетворительная | Плохой | Отличный (коэффициент проницаемости снижен на 7%) |
| Износостойкость | Отличный | Отличный | Плохой | Хорошая (лучше каолина, близко к N550) |
| Тепловая стойкость при старении | Средний | Отличный | Плохой | Отличная (сохранение прочности >80% после 120°C×70ч) |
| Набор для сжатия | Средний | Отличный | Плохой | Отличная (≤17% при 100°C×24ч) |
| Высокая способность к загрузке | Низкая (пики твердости) | Средний | Высокий | Высокая (рекомендуется 30-150 phr, твердость постепенно повышается) |
| Относительная стоимость | Высокий | Высокий | Низкий | Средний (частично заменяет углеродный черный, снижая общие затраты) |
Поддержка данных: В системе серы NBR формула PF87 достигает прочности на разрыв 20,32 МПа и усадки при сжатии всего 10,34%, превосходя некоторые традиционные наполнители.
4. Границы эмпирической валидности: ключевые показатели эффективности и ограничения тестирования
4.1 Применение в внутренней части шины (частичная замена N660)
В системе бромированного бутадиен-каучука использовали 20 phr PF87 для замены части N660. Результаты испытаний (вулканизация при 151°C×30 мин):
| Недвижимость | Контрольная формула | Формула PF87 | Тренд |
| Моунский вязкостной показатель ML(1+4) при 100°C | 56.3 | 53.6 | ↓ Улучшенная обрабатываемость |
| Время схватывания t5 (мин) при 125°C | 29.8 | 29.3 | Практически без изменений |
| Прочность на разрыв (МПа) | 10.1 | 10.9 | ↑ +7,9% |
| Коэффициент проницаемости (×10⁻¹⁴) | 16.53 | 15.43 | ↓ -6,7% (улучшена газовая барьерность) |
| Усталость при изгибе (500 тысяч циклов) | Класс 0 трещина | Класс 0 трещина | Эквивалентный |
Заключение: PF87 улучшает текучесть обработки и газовую барьерность при сохранении механических свойств и ресурса усталости. Это ясно демонстрирует, что Каучуковый наполнитель улучшает газовую барьерность бутилового каучука – PF87 служит отличным Каучуковым наполнителем для маслостойких уплотнений из NBR а также, как показано ниже.
4.2 Система серы NBR (масляные уплотнения / уплотнительные компоненты)
| Продукт | Твердость по Шору A | Прочность на разрыв (МПа) | Удлинение (%) | Усадка при сжатии (100°C×24ч) | Поверхностное сопротивление (Ω) |
| PF87 | 68 | 20.32 | 689 | 10.34% | 7.65×10¹² |
| PF81 | 67 | 13.34 | 710 | 13.79% | 5.78×10¹² |
| ПФ91 | 68 | 15.27 | 664 | 10.34% | 1.14×10¹⁴ |
| PF93 | 69 | 14.91 | 689 | 10.34% | 6.57×10¹² |
PF87 показывает наивысшую прочность на растяжение и чрезвычайно низкую усадку при сжатии в NBR, что делает его подходящим для динамических уплотнительных применений. Поэтому он является предпочтительным Каучуковым наполнителем для маслостойких уплотнений из NBR.
Примечание о лимитах тестирования: приведённые выше данные основаны на стандартных условиях отверждения и лабораторных плитках. В реальном производстве факторы такие как дисперсия наполнителя, процесс смешивания (сила сдвига, температура разряда) и совместимость системы отверждения могут вызывать вариации в характеристиках. Рекомендуется провести проверку процесса перед массовым производством.
5. Контроль стабильности процесса: ключевые моменты от формулировки до массового производства
В качестве активированного нанонаполнителя поверхности, преимущества PF87 могут быть полностью реализованы только при равномерной дисперсии и стабильной обработке. Следующие контрольные точки заслуживают внимания:
- Тестирование дисперсии: использование SEM или анализатора размера частиц для контроля размера агломератов наполнителя; требование ≤5 мкм.
- Контроль вязкости по Муни: разные продукты серии PF по-разному влияют на Муни (например, формула PF87 ML=53.6, лучше, чем контроль). Установить диапазон вариации Муни от партии к партии (±3).
- Мониторинг характеристик отверждения: PF87 может увеличить время зажигания (TC10 с 53 с до 67 с в системе серы NBR), обеспечивая безопасное окно для литья под давлением/экструзии; также он сокращает оптимальное время отверждения (TC90 с 146 с до 116 с), повышая эффективность производства.
- Формула регулировки твердости: каждые 8-10 phr PF87 увеличивают твердость примерно на 1 Shore A, что облегчает тонкую настройку формулы.
Обслуживание процесса: доступно руководство по испытаниям на месте, включая параметры внутреннего смесителя/открытой мельницы, конфигурацию шнека экструдера и оптимизацию температуры отверждения.
Более того, поскольку флешка с высоким содержанием наполнителя снижает стоимость смеси, PF87 обеспечивает значительную экономию при сохранении или даже улучшении производительности.
6. Общая стоимость владения (TCO) инженерия: снижение затрат на загрузку и повышение производительности
Для компаний, производящих резиновые изделия с годовым потреблением сотен тонн, смена наполнителей оказывает значительное влияние на общие затраты. Высокая способность загрузки PF87 (рекомендуется 30–150 phr) позволяет значительно заменить более дорогий углеродный черный или осажденный кремнезем при сохранении низкой твердости.
| Измерение затрат/выгоды | Традиционное решение (углеродный черный/кремнезем) | Решение PF87 | Количественное отличие |
| Цена за единицу наполнителя | Базовая линия | Немного ниже или аналогично | Зависит от рынка |
| Потребление энергии при смешивании | Высокое (кремнезем требует двухпроходного смешивания) | Низкое (легкое диспергирование, однопроходное) | Снижение энергии на 15–20% |
| Износ формы | Средний (углеродный черный/кремнезем) | Низкий (мягкая хлопьевидная структура) | Продление срока службы формы |
| Выход продукции | Подвержено плохой дисперсии | Отличная дисперсия, меньше дефектов | Улучшение выхода 3–5% |
| Срок службы | Базовая линия | Улучшение газоизоляции/старения, продленный срок службы 20%+ | Более длительный цикл замены |
Кейс клиента: Европейский производитель уплотнений заменил часть углеродного черного N550 в формуле NBR на 30 phr PF87, снизив стоимость материала на 12%, одновременно уменьшив усадку при сжатии с 22% до 15%, и прошел тестирование на стенде клиента.
Таким образом, PF87 является не только высокоэффективным наполнителем, но и проверенным экономически эффективной альтернативой осажденному кремнезему и прямым Резиновый наполнитель для замены углеродного черного N550 в многих соединениях.
7. Технический FAQ (Освещающий реальный поисковый запрос)
Вопрос 1: Может ли PF87 полностью заменить осажденный кремнезем в изделиях с высокой износостойкостью?
A: Усиление PF87 близко к углеродному черному N550; по сравнению с осажденным кремнеземом оно немного ниже, но обеспечивает более сбалансированные показатели по износостойкости, старению при нагревании и усадке при сжатии. Для требований неэкстремальной износостойкости (например, для общих промышленных шин, покрытий конвейерных лент) PF87 может заменить 30–70% углеродного черного, снизить стоимость и улучшить технологичность. Полная замена должна быть подтверждена в соответствии с конкретным тестом на индекс износа.
Вопрос 2: Каков рекомендуемый диапазон загрузки PF87 в различных системах резины?
A: Общая рекомендация 30–150 phr. Конкретика: внутренний слой шины 20–40 phr (смешанный с углеродным черным), резиновые уплотнения NBR 50–100 phr, экструдированные шланги EPDM 80–120 phr, натуральные резиновые конвейерные ленты 30–80 phr. При высокой загрузке необходимо скорректировать систему вулканизации и пептизаторы.
Вопрос 3: Может ли PF87 повысить огнестойкость резиновых изделий?
A: PF87 содержит алюминий (Al₂O₃ 34.5%) и кремний, что по своей природе действует как неорганический синергист огнезащитных добавок. В сочетании с гидроксидом алюминия или магния он способствует образованию шлака и снижает скорость выделения тепла. Клиенты успешно применяли PF87 в качестве синергиста огнезащиты в проектах EN 45545-2 HL3.
Вопрос 4: Поддерживаете ли вы индивидуальную обработку поверхности для специальных требований (например, низкий запах, высокая электрическая изоляция, контакт с пищевыми продуктами)?
A: Да. Серия PF включает различные уровни активации, такие как PF81, PF82, PF91, PF93, предлагая гидрофобные, олеофобные, высокоизоляционные, с низким запахом и другие. Специальные сорта также могут быть подобраны под систему вулканизации заказчика (пероксид, сера, радиация).
8. Обзор технических возможностей
| Измерение возможностей | Конкретные доказательства |
| Зрелый продукт | Годовая мощность PF87 в тысячи тонн; уже в объемных поставках для клиентов по производству шин, уплотнителей, шлангов |
| Индивидуальная разработка | Оснащен анализатором размера наночастиц, вискозиметром Муни, кюреметром, универсальным испытателем, камерой старения, тестером газопроницаемости |
| Система качества | Сертифицирован по IATF 16949 (проектирование и производство резиновых компаундов и огнеупорных веществ) |
| Техническая поддержка | Разработка формул, оптимизация процессов, руководство на месте при испытаниях, помощь в стороннем тестировании |
| Быстрый отклик | Образцы в течение 5–7 рабочих дней; индивидуальные формулы — 2–4 недели |
9. Техническая поддержка и контакты
Для получения поддержки обращайтесь в Технологический центр:
- Получите подробные TDS, MSDS, образцы и эталонные формулы PF87
- Индивидуальные решения для внутренней обивки шин, масляных уплотнений, шлангов, конвейерных лент
- Оценка оптимизации затрат и повышения эффективности существующих формул
- Аудит производства и руководство по процессу смешивания
Контакт:
Веб-сайт: www.sanezenrubber.com
Тел: +86 21 6487 9251
Электронная почта: yorichen@sanezen.com
Russian 
English 
Spanish