Compounding Precipitated Silica in Elastomers: Theory and Practice

Front Matter......Page 2
Appendices......Page 0
Table of Contents......Page 4
1.1 Introduction......Page 9
1.2 Manufacture of Precipitated Silica......Page 10
1.3 Silica and Carbon Black......Page 11
1.4 Silica Surface Area......Page 13
1.5 Silica Free Water......Page 15
1.6 Silica Free Water, Effect on Visible Dispersion......Page 19
1.7 Silica Surface Silanol Groups......Page 20
1.8 Silica pH......Page 24
1.9 Soluble Salts in Silica......Page 26
1.10 Physical Form and Density of Silica......Page 27
1.12 Silane Treated Silicas......Page 29
References......Page 31
2.2 Silica and Carbon Black......Page 32
2.3 Activation: Zinc Oxide......Page 35
2.4 Cure Activation: Glycols......Page 36
2.5 Acceleration with Secondary Accelerators in Normal Sulfur Systems......Page 38
2.6 Acceleration: Single Accelerators in Normal Sulfur Systems......Page 40
2.7 Acceleration: Single Accelerators; Vulcanizate Properties......Page 44
2.8 Acceleration: Low Sulfur/Sulfur Donor Systems......Page 49
2.9 Reversion......Page 54
2.10 Antioxidant Systems: Non-Staining......Page 57
2.11 Plasticization......Page 58
2.12 Tear Resistance......Page 60
2.13 Tear Resistance: Contour Curve Studies of Silica Content Effects......Page 67
2.14 Tear Resistance: Silica Primary Particle Size......Page 71
2.15 Tear Resistance; Non-Marking Solid Tires......Page 72
2.16 Shelf Aged Stiffness and Green Strength......Page 75
2.17 Peroxide Cure......Page 76
2.18 Peroxide Curing: Silica Reinforcement and Structure......Page 77
2.19 Peroxide Curing: Silica Surface Area......Page 80
2.20 Peroxide Cure: Silane Coupling......Page 83
2.21 Silane Coupling: Sulfur Cure Systems......Page 84
2.22 Zinc-Free Cure Systems......Page 85
2.23 Zinc-Free Cure Systems: Polyisoprene (IR)......Page 86
2.24 Brass Adhesion......Page 88
2.25 Brass Adhesion Mechanism......Page 89
2.26 Adhesion to Textile Fabrics; The HRH System......Page 90
2.27 Fabric Adhesion: Dynamic Testing......Page 92
2.28 Heat Resistance......Page 93
References......Page 95
Natural Rubber Formulary......Page 96
NR 1......Page 98
NR 2......Page 99
NR 3......Page 100
NR 4......Page 101
NR 5......Page 102
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3.2 Silica and Carbon Black......Page 175
3.3 Cure Systems: Activation with Glycols......Page 177
3.4 Cure System: Zinc Oxide Activation......Page 180
3.5 Cure System: Magnesium Oxide Activation......Page 186
3.8 Cure Systems: Primary, Secondary Accelerators......Page 187
3.9 Cure Systems: Single Accelerators......Page 188
3.10 Cure Systems: Sulfur Concentration......Page 191
3.11 Plasticization......Page 193
3.12 Antioxidants......Page 195
3.13 Tear Resistance: Silica Primary Particle Size......Page 196
3.14 Tear Resistance: Silica Content......Page 197
3.15 Fabric Adhesion......Page 198
3.17 Silane Coupling......Page 199
3.18 Silane Coupling: Competition......Page 202
References......Page 204
Emulsion SBR Formulary......Page 205
SBR 1......Page 207
SBR 2......Page 208
SBR 3......Page 209
SBR 4......Page 210
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SBR 41......Page 248
SBR 42......Page 249
SBR 43......Page 250
4.2 Silica and Carbon Black......Page 251
4.3 Zinc-Free Cure Systems......Page 253
4.4 Zinc-Free Cure Systems: Accelerators and Sulfur......Page 255
4.5 Zinc-Free Cure Systems: Polymer Effects......Page 257
4.6 Zinc-Free Cure Systems: Zinc Oxide and HMT......Page 258
4.7 Zinc-Free Cure Systems: Effects of Additives......Page 262
4.8 Zinc-Free Cure Systems: Sulfur Content......Page 263
4.9 Zinc-Free Cure System: Antioxidants......Page 265
4.10 Zinc-Free Cure Systems: Processing......Page 266
4.11 Zinc-Free Systems: Plasticizers......Page 268
4.12 Zinc-Free Systems: Additive Plasticizers......Page 269
4.13 Silane Coupling: Pretreated Silica......Page 270
4.14 Silane Coupling......Page 271
4.15 Zinc-Free Cure Systems: Surface Area Effects......Page 274
4.16 Zinc-Free Cure Systems: Trouser Tear Strength......Page 277
4.17 Zinc-Free Cure Systems; Silica Content......Page 278
4.18 Zinc-Free Cure Systems: Durometer Equivalents......Page 280
References......Page 282
Solution SBR and BR Formulary......Page 283
BR 1......Page 285
BR 2......Page 286
BR 3......Page 287
BR 4......Page 288
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BR 6......Page 290
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5.2 Silica and Carbon Black......Page 317
5.3 Acceleration Systems......Page 320
5.4 Low Sulfur Systems with Donors......Page 321
5.5 Activation: Oxides and Glycols......Page 323
5.6 Antioxidants: Heat Resistance......Page 324
5.7 Zinc-Free Cure Systems......Page 325
5.8 Silane Coupling......Page 329
5.9 Silica Surface Area......Page 331
5.10 Peroxide Cure Systems......Page 334
5.11 Processing......Page 335
5.12 Adhesion to Brass......Page 336
5.13 Fabric Adhesion......Page 339
5.14 Adhesion to Zinc (Galvanized) Coatings......Page 342
5.15 Compression Fatigue Life......Page 344
References......Page 350
EPDM Formulary......Page 351
EPDM 1......Page 353
EPDM 2......Page 354
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EPDM 37......Page 389
EPDM 38......Page 390
EPDM 39......Page 391
6.1 Introduction......Page 392
6.2 NSM (Type W) Neoprene: Oxide Crosslinking......Page 393
6.3 NSM Neoprene (W): Organic Acceleration......Page 394
6.4 NSM Neoprene: Glycol Activation......Page 395
6.5 NSM Neoprene: Plasticization......Page 396
6.6 NSM Neoprene: Silica and Black......Page 397
6.7 Silica Surface Area......Page 400
6.8 NSM Neoprene: Silane Coupling......Page 401
6.9 NSM Neoprene: Fabric Adhesion......Page 403
6.10 NSM Neoprene: Brass Adhesion......Page 405
6.11 NSM Neoprene: Water Absorption......Page 408
6.12 Sulfur Modified (SM) Neoprene: Cure Systems......Page 409
6.15 SM Neoprene: Silane Coupling......Page 412
6.16 SM Neoprene: Processing......Page 413
6.18 SM Neoprene: Silica Free Water Content......Page 415
6.19 SM Neoprene: Cord and Fabric Adhesion......Page 416
6.20 SM Neoprene: Brass Adhesion......Page 419
References......Page 420
Neoprene Formulary......Page 421
CR 1......Page 423
CR 2......Page 424
CR 3......Page 425
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7.2 Silica and Carbon Black......Page 450
7.3 Silica Surface Area......Page 454
7.5 Acceleration: Sulfur Content......Page 457
7.6 Accelerators......Page 458
7.7 Activators......Page 461
7.8 Silane Coupling......Page 465
7.9 Peroxide Curing......Page 467
7.10 Processing......Page 469
7.11 Zinc-Free Cure Systems......Page 470
7.12 Phenolic Resins......Page 474
7.13 NBR Adhesion to Brass......Page 475
7.14 NBR Adhesion to Fabric......Page 477
References......Page 479
Nitrile Formulary......Page 480
NBR 1......Page 482
NBR 2......Page 483
NBR 3......Page 484
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NBR 37......Page 518
NBR 38......Page 519
NBR 39......Page 520
NBR 40......Page 521
A.2 The Formula......Page 522
A.3 Design of Formulas......Page 523
A.5 Dispersion......Page 525
A.6 Processing Properties......Page 526
A.7 Physical Properties......Page 527
A.8 Silica Surface Area......Page 529
A......Page 531
B......Page 533
C......Page 534
D......Page 535
E......Page 536
F......Page 538
G......Page 539
H......Page 540
M......Page 542
N......Page 544
O......Page 546
P......Page 547
R......Page 548
S......Page 549
T......Page 556
U......Page 558
Z......Page 559