CN113834903B - 一种胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于轮胎、制品等橡胶行业的应用领域，尤其涉及一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法和应用。该方法包括如下步骤：1）将待评价胶料配方A、无硅烷参比配方B、参比配方C分别在密炼机进行母胶混炼；2）将混炼后的胶料分别在橡胶加工分析仪器进行应变扫描测试；3)选取步骤2）最后一次应变扫描所得G'数据，以应变为横坐标、模量G'为纵坐标做曲线f（G'1），通过公式就算Σ(G')和试验硅烷化反应程度ω；Σ(G')表征的是胶料最后一次扫描下的模量G'积分之和，计算得到的试验硅烷化反应程度ω越大，其硅烷化反应程度越彻底。该方法可以定量计算胶料中白炭黑的硅烷化反应程度，操作简便，重现性强，判断准确。

Description

一种胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法和应用

技术领域

本发明属于轮胎、制品等橡胶行业的应用领域，尤其涉及一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法和应用。

背景技术

在橡胶轮胎行业中，橡胶的主流补强材料分为炭黑与白炭黑两大类。相较于传统炭黑，白炭黑以其特有的低滚动阻力和高湿地抓地力在轮胎领域被广泛应用。但是由于白炭黑表面具有大量的羟基，具有很强的极性(亲水性)，这与非极性橡胶(亲油性)不能相容，因此需要引入一种物质对白炭黑的表面进行改性，将白炭黑的表面由极性变为非极性，从而使其很好的和橡胶相容。在橡胶行业内，被广泛应用的改性剂是硅烷偶联剂。

硅烷偶联剂的分子结构通式如图1，其两端都有可以进行化学反应的官能基团，一端的官能基团(如三乙氧基、甲硅烷基等)与白炭黑表面的硅羟基在混炼阶段发生化学反应，脱去乙醇，将极性白炭黑变为非极性白炭黑。同时另一端的官能基团(如四硫烷基、氰硫基等)可以与橡胶在硫化阶段发生反应形成橡胶-填料网络，这样就在解决白炭黑与橡胶不相容问题的同时，间接地把橡胶与白炭黑化学枝接到了一起从而达到降低滚动阻力和提高湿地抓地力的目的。

一般我们将混炼期间白炭黑与硅烷偶联剂的反应称之为硅烷化反应，其反应程度称之为硅烷化反应程度。由于硅烷偶联剂分子量较大，具有较大的空间位阻，同时硅烷化反应是发生在橡胶、填料等存在的橡胶态中，反应媒介条件苛刻，因此白炭黑表面的羟基并不能完全与硅烷偶联剂发生反应，即硅烷化反应程度并不能达到百分之百。而白炭黑胶料的硅烷化反应程度与白炭黑胶料的性能有着重大的关系，胶料的性能随着硅烷化反应程度不同而显著的变化。

行业内对如何增进白炭黑胶料的硅烷化反应程度投入了大量精力、做了大量研究，专利201710828265.4中对如何测定硅烷化反应程度做过说明。具体原理示意图见图2。

此专利的理论基础为佩恩效应理论，通过应变扫描对胶料内部白炭黑已形成的絮凝进行破坏，絮凝被破坏后白炭黑粒子之间不存在相互作用，此时所测量的模量值可以认为是硅烷化反应程度100％时的模量值，从而达到选取参比试样数据的目的。但是RPA2000仪器的转子转动角度有限，并不能完全将已经絮凝的白炭黑粒子充分破坏，而且白炭黑在橡胶中的絮凝作用是动态存在的，测试过程中絮凝的破坏和形成是同时存在的，即絮凝并不能完全被破坏，因此认为胶料经过多次应变扫描后的模量值是硅烷化反应程度100％时的模量值是不准确的。

专利201910006464.6使用灼烧后的白炭黑替代原配方中的白炭黑，认为由于白炭黑经过灼烧后表面不存在羟基，因此不会发生絮凝现象，因此其测量的模量值可以认为是硅烷化反应程度100％时的模量值。但是白炭黑经过灼烧后，白炭黑粒子之间发生脱水缩合，导致白炭黑的粒径发生了改变(见图3)，而白炭黑粒径的改变会导致其表面能减小，使佩恩效应中的填料流体效应、填料-橡胶作用下降(见图4)，从而导致模量值下降。因此认为是用灼烧后的白炭黑混炼的胶料扫描得到的模量值是硅烷化反应程度100％时的模量值也是不准确的。

综上，为了构建硅烷化反应程度100％时的应变-模量曲线，使用佩恩效应法并不能完全消除白炭黑的絮凝作用，而白炭黑经过灼烧后消除了表面的羟基，虽然不会再发生絮凝作用，但白炭黑粒径发生了改变，会影响模量的最终测试结果。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法，该方法可以定量计算胶料中白炭黑的硅烷化反应程度，操作简便，重现性强，判断准确。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法，该方法包括如下步骤：

1)将待评价胶料配方A、无硅烷参比配方B、参比配方C分别在密炼机进行母胶混炼；

待评价胶料配方A为白炭黑、硅烷偶联剂并用；无硅烷参比配方B将待评价胶料配方A去除硅烷偶联剂后得到；参比配方C为将待评价胶料配方A中所用的白炭黑替换为同牌号或近似牌号的经过单末端硅烷偶联剂预处理的白炭黑得到，替换比例为：单末端硅烷偶联剂预处理白炭黑用量＝待评价配方白炭黑用量*(1+白炭黑反应增量)；

2)将混炼后的胶料分别在橡胶加工分析仪器进行应变扫描测试；在温度20-80℃，频率1.01-10Hz，应变范围为0.01％至100％的条件下进行多次应变扫描，记录最后一次应变扫描结果G′；

3)选取步骤2)最后一次应变扫描所得G′数据，以应变为横坐标、模量G′为纵坐标做曲线f(G′1)；

硅烷化反应程度

其中，Σ(G′)表征的是胶料最后一次扫描下的模量G′积分之和，计算得到的试验硅烷化反应程度ω越大，其硅烷化反应程度越彻底。

作为优选，步骤2)在温度20-80℃，频率0.01-10Hz，应变0.01-10％的条件下，预热0.1-10min。

作为优选，无硅烷参比胶料B和白炭黑预处理参比胶料C的计算结果Σ(G′)可以多次试验重复使用，再次试验时无需重新混炼和计算。

作为优选，白炭黑包括沉淀法、气相法工艺生产的普通白炭黑或高分散白炭黑，表面需要具有硅羟基基团，硅羟基基团包括孤立羟基、邻近羟基和双生羟基；所述硅烷偶联剂包括含多硫键类硅烷、巯基烷氧基类硅烷、硫代羧酸酯类硅烷或不含硫的硅烷。

进一步，本发明还公开了所述的方法用于评判不同混炼工艺和/或不同密炼机型的优劣的方法，该方法使用相同的配方，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同混炼工艺和/或不同密炼机型的优劣。

进一步，本发明还公开了所述的方法用于评判不同种类和/或不同牌号白炭黑之间的优劣的方法，该方法使用相同的混炼工艺，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同种类和/或不同牌号白炭黑之间的优劣。

进一步，本发明还公开了所述的方法用于评判不同种类和/或不同牌号硅烷偶联剂之间的优劣的方法，该方法使用相同的混炼工艺，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同种类和/或不同牌号硅烷偶联剂之间的优劣。

进一步，本发明还公开了所述的方法用于评判不同种类和/或不同牌号橡胶助剂之间的优劣的方法，该方法使用相同的混炼工艺通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同种类和/或不同牌号橡胶助剂之间的优劣。

进一步，本发明还公开了一种智能设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下的步骤：

选取所述的方法中步骤2)最后一次应变扫描所得G′数据，以应变为横坐标、模量G′为纵坐标做曲线f(G′1)；

硅烷化反应程度

其中，Σ(G′)表征的是胶料最后一次扫描下的模量G′积分之和，计算得到的试验硅烷化反应程度ω越大，其硅烷化反应程度越彻底。

进一步，本发明还公开了一种存储程序指令的非暂时性计算机可读载体介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下的步骤：

选取所述的方法中步骤2)最后一次应变扫描所得G′数据，以应变为横坐标、模量G′为纵坐标做曲线f(G′1)；

硅烷化反应程度

其中，Σ(G′)表征的是胶料最后一次扫描下的模量G′积分之和，计算得到的试验硅烷化反应程度ω越大，其硅烷化反应程度越彻底。

本发明由于采用了上述的技术方案，该方法可以定量计算胶料中白炭黑的硅烷化反应程度，操作简便，重现性强，判断准确。

附图说明

图1硅烷偶联剂结构通式。

图2硅烷化反应程度测定示意图。

图3灼烧白炭黑与未灼烧白炭黑粒径对比；BT-9300H激光粒度分析仪，测试介质：水。

图4佩恩效应原理示意图。

图5单末端硅烷偶联剂结构通式，n＝0-12。

图6白炭黑预处理具体反应装置示意图。

图7非预处理白炭黑和预处理白炭黑TGA图谱。

图8硅烷化反测试原理应示意图。

图9三种测试方法G′-Strain曲线。

具体实施方式

本发明的创新思路为：使用化学方法预先对白炭黑进行处理，在液相中先将白炭黑和硅烷偶联剂的硅烷化反应程度进行到100％，这样在消除白炭黑表面羟基的同时不改变白炭黑的原始粒径，而且使用的硅烷偶联剂不影响配方原有活化体系。

白炭黑表面的羟基活性很高，可以与之反应的化学试剂有很多种类，比如酸、醇、胺、脂肪酸等，但这些化学试剂会影响到配方整体的pH值和活化体系，最终影响到测试结果。为了不产生此类负面影响，本发明选用配方中使用的硅烷偶联剂同类的产品单末端硅烷偶联剂对白炭黑进行预处理，单末端硅烷偶联剂为一端存在可以与羟基发生反应乙氧基官能团，而另外一端不存在具有活性的冠能团，这样就不会产生橡胶-填料网络，就不会影响模量的最终测试结果，而且相对于白炭黑粒子的粒径，单末端硅烷偶联剂的尺寸小于其几个数量级，因此反应后不会改变白炭黑的原始粒径，因此不会改变测试过程中佩恩效应的填料流体效应和填料-橡胶作用。

单末端硅烷偶联剂结构通式见图5，偶联剂与白炭黑的反应端选用与橡胶行业通用硅烷相同的乙氧基官能团，这是由于随着官能团碳数的增多(比如乙氧基变为丙氧基)，分子空间位阻增大，反应活性下降，而活性最高的甲氧基在反应过程中会产生甲醇，存在毒性，因此选用乙氧基作为反应官能团。偶联剂的另一端为长碳链，不存在反应性，因此不会对测试结果产生影响，碳链长度n＝1-12。

硅烷化反应的实质是硅烷偶联剂的官能团与白炭黑表面的硅羟基在混炼阶段发生化学反应。当白炭黑配方中不加入硅烷偶联剂时，白炭黑不可能发生硅烷化反应，因此配方的硅烷化反应程度为0％。此时由于白炭黑粒子的表面含有大量的硅羟基，具有很高的表面能，在胶料中极其容易吸附聚集，从而导致胶料的模量大幅度上升。

当白炭黑配方中所使用的白炭黑经过单末端硅烷偶联剂处理后，白炭黑粒子表面的硅羟基与单末端硅烷偶联剂已经发生硅烷化反应，而且硅烷化反应程度已经达到100％，不再存在硅羟基，因此在胶料中白炭黑粒子也就不存在吸附聚集现象，因此就不存在因为硅羟基吸附聚集而引起的胶料模量上升，此时胶料的模量会显著下降。

当白炭黑配方中加入了硅烷偶联剂，由于白炭黑和硅烷偶联剂在胶料中进行了硅烷化反应，消除了部分白炭黑粒子表面的硅羟基，使得胶料中白炭黑粒子的吸附聚集现象减少，胶料的模量会有一定的下降，此时胶料的模量值会低于不加硅烷偶联剂时白炭黑胶料(即硅烷化反应程度＝0％)的模量。但是由于白炭黑与硅烷偶联剂的反应并未达到百分之百，未进行硅烷化反应的白炭黑粒子表面还裸露着一定数量的硅羟基，此部分裸露在外的硅羟基导致了白炭黑粒子之间还存在一定的相互作用，还会存在白炭黑粒子吸附聚集现象，因此此时胶料的模量还会高于使用经过单末端硅烷偶联剂处理后的白炭黑所混炼胶料(即硅烷化反应程度＝100％)的模量。即加入硅烷偶联剂胶料的模量值会介于硅烷化反应程度为0％和100％配方的模量值之间。

白炭黑与硅烷偶联剂之间的硅烷化反应越不充分，反应后白炭黑表面裸露的硅羟基数量越多，白炭黑粒子之间的相互作用越大，胶料的模量值越接近硅烷化反应程度＝0％胶料的模量值。白炭黑与硅烷偶联剂之间的硅烷化反应越充分，反应后白炭黑表面裸露的硅羟基数量越少，白炭黑粒子之间的相互作用会越小，胶料的模量值越接近硅烷化反应程度＝100％胶料的模量值。

因此，本发明通过计算待评价白炭黑配方的模量相较于硅烷化反应程度＝0％胶料的模量改变量与相较于硅烷化反应程度＝100％胶料的模量改变量的比值，来定量判断白炭黑与硅烷偶联剂的反应程度。

本发明使用的作为参比的硅烷化反应程度＝0％配方与待评价配方相同，但是配方中不加入硅烷偶联剂。

本发明使用的作为参比的硅烷化反应程度＝100％配方与待评价配方相同，但是配方中使用的白炭黑为经过单末端硅烷偶联剂处理的白炭黑。由于白炭黑经过单末端硅烷偶联剂处理后重量会有一定上升(即白炭黑的反应增量)，因此作为参比的硅烷化反应程度＝100％配方使用的处理后白炭黑用量为待评价配方白炭黑用量×(1+白炭黑反应增量)。

上述白炭黑反应增量如下定义：(白炭黑处理后重量－白炭黑处理前重量)/白炭黑处理前重量×100％。

白炭黑预处理条件：白炭黑与单末端硅烷偶联剂重量比为1：2，于圆底烧瓶中恒温反应30min，恒温温度150℃。具体反应装置如图6。

白炭黑预处理后使用热重分析仪(TGA)对其进行分析，如图7。

由图7可以看出，非预处理白炭黑在200℃之前会失去其自身包含的自由水，当温度到达500℃时，白炭黑表面的羟基发生反应，脱水缩合，失去结合水。而预处理白炭黑仅在200℃之前会失去其自身包含的自由水，在500℃时并未发生明显失重，表明其表面已经不存在羟基，即羟基在预处理阶段已经和单末端硅烷偶联剂完成了反应。

上述待评价的白炭黑配方和作为参比的硅烷化反应程度＝0％配方、硅烷化反应程度＝100％配方的混炼工艺相同或近似即可，不做特殊要求。

待评价配方、硅烷化反应程度＝0％配方、硅烷化反应程度＝100％配方混炼完成后直接在橡胶加工分析仪器(RPA2000)进行应变扫描测试。橡胶加工分析仪器(RPA2000)为美国阿尔法公司生产的仪器，应变扫描测试条件为：温度20-80℃；频率0.1-20Hz；应变范围0.01％至100.00％；扫描多次，选取最后一次扫描数据，得到应变-模量曲线f(G′)。

RPA2000测试样品应变扫描多次，选取最后一次模量值的意义：当胶料完成混炼后，胶料中有部分白炭黑粒子未进行硅烷化反应，这导致白炭黑粒子表面依旧存在裸露的硅羟基，此部分硅羟基相互作用使得白炭黑粒子开始吸附聚集。不同样品，从混炼完成到测试期间所经历的历程各不相同，所以白炭黑粒子之间的吸附聚集情况也不尽相同，从而导致了不同样品间的模量变化值不同，这对其后测量胶料的模量值有着极其大的影响。因此为了消除不同的存放时间和温度等差异对胶料所带来的影响，先对样品进行多次应变扫描以去除从混炼完到测试前的白炭黑聚集对测试结果产生的影响。经过多次应变扫描，胶料内部的白炭黑粒子由于停放时间、温度等原因所造成的吸附聚集已经被应变破坏，此时的胶料内粒子的分布情况可以近似认为是胶料刚刚完成混炼后的胶料粒子分布情况，再次对其进行应变扫描所得到的模量值可以近似认为是胶料刚刚完成混炼后的模量值，此模量值可以很好地反映胶料刚刚完成混炼后胶料内部的粒子分布状态。

RPA2000测试结果按照以下两个公式计算处理：

硅烷化反应程度

公式(1)中的Σ(G′)表征的是胶料最后一次应变扫描下的模量G′积分之和。

公式(2)中的B为参比无硅烷配方胶料，即硅烷化反应程度＝0％配方胶料，A为待评价配方胶料，C为参比使用单末端硅烷偶联剂处理后白炭黑配方胶料，即硅烷化反应程度＝100％配方胶料。

公式(2)中的Σ(G′)B-Σ(G′)A的意义：当配方中不使用硅烷偶联剂时，白炭黑粒子表面大量的硅羟基相互作用，导致胶料的模量值很高。当配方中使用了硅烷偶联剂，硅烷偶联剂与白炭黑进行了反应，消除了部分白炭黑粒子表面的硅羟基，从而导致了胶料的模量下降。硅烷化反应越充分，胶料的模量下降量越大，即此部分的模量差值越大。

公式(2)中的Σ(G′)B-Σ(G′)C的意义：当配方中不使用硅烷偶联剂时，白炭黑粒子表面大量的硅羟基相互作用，导致胶料的模量值很高。而当配方中使用的白炭黑为经过单末端硅烷偶联剂处理后的的白炭黑时，硅烷化程度达到了100％，白炭黑粒子表面不存在硅羟基，配方的模量值极低，因此Σ(G′)B-Σ(G′)C计算的模量差值表征了当前配方体系下，硅烷化反应程度达到了100％时的模量值。

公式(2)的意义：将使用硅烷偶联剂胶料的模量下降值与硅烷化反应程度达到100％时胶料的模量下降值做比，使用此比值可以精确的表征硅烷化反应程度。

当配方中硅烷偶联剂未与白炭黑反应时，相当于配方中未加入硅烷偶联剂，即Σ(G′)B＝Σ(G′)A，此时的硅烷化反应程度ω＝0％。

当配方中的白炭黑与硅烷偶联剂全部反应时，配方内所有白炭黑的表面硅羟基皆与硅烷偶联剂发生反应，此时配方中所用的白炭黑不在具有极性，因此也就失去了吸附聚集的能力，相当于白炭黑粒子的表面不再具有硅羟基，此时Σ(G′B＝Σ(G′)C，此时的硅烷化反应程度ω＝100％。

具体原理示意图如图8所示：f(G′)为RPA最后一次应变扫描所测数据对应的应变-模量曲线，曲线间面积为测得的模量积分值。

根据佩恩效应理论，胶料的应变扫描的模量贡献来源于四个方面，分别为流体效应、填料网络结构、白炭黑与橡胶的作用力和白炭黑之间的作用力，而这四个方面主要与配方的体系有关，因此只要配方体系不变，且填料的粒径未发生改变，则参比的使用单末端硅烷偶联剂处理后白炭黑配方胶料的模量值就不会改变。因此公式(2)中的Σ(G′)B与Σ(G′)A的计算结果可以在配方体系不变的多次试验中重复使用，再次试验时(如更改混炼工艺等)无需重新混炼和计算。

应用此方法，可以使用相同的配方，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度可以评判不同混炼工艺、不同密炼机型的优劣；可以使用相同的混炼工艺，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度可以评判不同种类、不同牌号白炭黑之间的优劣；可以使用相同的混炼工艺，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度可以评判不同种类、不同牌号硅烷偶联剂之间的优劣；可以使用相同的混炼工艺通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度可以评判不同种类、不同牌号橡胶助剂之间的优劣。

本发明使用相同配方、工艺，对三种不同测试方法(佩恩效应法，专利号201710828265.4；物理灼烧法，专利号201910006464.6；本专利，化学反应法)的硅烷化反应程度结果进行对比，配方见表1。

表1

上述配方中所用原材料明细：溶聚丁苯橡胶，3824-2HM，朗盛化学产品；顺式丁二烯橡胶，BR9000，中石油大庆石化分公司产品；白炭黑，1165MP，索尔维化工产品；硅烷偶联剂，Si69，宏柏化学产品；其余原材料均为市售工业级产品。

将上述配方放入密炼机混炼，具体混炼工艺如下：①、转子转速：40rpm；初始温度：60℃；填充系数：0.7。②、0秒时加入所有橡胶；30秒时加入总量1/2的白炭黑和所有细料；60秒时加入剩余白炭黑。③、密炼机温度上升到95℃时加入软化油。密炼机温度上升到130℃，上顶栓升降，清扫。④密炼机温度上升到145℃，通过调节转子转速，使温度保持在145℃恒温进行硅烷化反应，反应时间120秒。⑤排胶。

混炼完成后直接在橡胶加工分析仪器(RPA2000)进行应变扫描测试。应变扫描的测试条件为：温度60℃；频率1Hz；应变范围为0.28％至40.00％；扫描四次，取第四次扫描数据，得到应变-模量曲线f(G′)。对RPA2000应变扫描的硫化后扫描结果G′进行数据记录并计算，模量-应变(G′-Strain)曲线见图9。

由图9可以看出，在小应变下佩恩效应法的硅烷化反应率＝100％基线高于化学反应法的模量值，这是由于RPA2000仪器的转子转动角度有限，并不能完全将已经絮凝的白炭黑充分破坏，而且白炭黑在橡胶中的絮凝作用是动态存在的，絮凝的发生与破坏是同时存在的，即絮凝并不能完全被破坏，因此其模量值高于化学反应法的模量值。同样的，物理灼烧法的硅烷化反应率＝100％基线远化学反应法的模量值，这是由于白炭黑经过灼烧后，白炭黑粒子之间发生脱水缩合，导致白炭黑的粒径发生了改变，而白炭黑粒径的改变会导致其表面能减小，使佩恩效应中的填料流体效应、填料-橡胶作用下降，从而导致模量值下降。

三种测试方法硅烷化反应程度ω的计算结果见表2。

表2三种测试方法硅烷化反应程度结果

由计算结果可知，佩恩效应法的计算值最高，这是由于硅烷化反应率＝100％基线模量上升，导致公式(2)中分母变小，但分子不变，因此计算结果偏大；同理物理灼烧法的计算值最低，这是由于硅烷化反应率＝100％基线模量下降，导致公式(2)中分母变大，但分子不变，因此计算结果变小。

通过比较可以看出，使用化学反应法对白炭黑配方的硅烷化反应程度进行计算是最为准确的。

硅烷化反应检测方法在实际产生中的应用，在专利201710828265.4和专利201910006464.6已有详尽阐述，本专利为这两种测试方法的改进和升级，在应用方向相同，因此不做赘述。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）将待评价胶料配方A、无硅烷参比配方B、参比配方C分别在密炼机进行母胶混炼；

待评价胶料配方A为白炭黑、硅烷偶联剂并用；无硅烷参比配方B为将待评价胶料配方A去除硅烷偶联剂后得到；参比配方C为将待评价胶料配方A中所用的白炭黑替换为同牌号的经过单末端硅烷偶联剂预处理的白炭黑得到，替换比例为：单末端硅烷偶联剂预处理白炭黑用量=待评价配方白炭黑用量*（1+白炭黑反应增量）；

上述白炭黑反应增量定义如下：（白炭黑处理后重量－白炭黑处理前重量）/白炭黑处理前重量×100%；

2）将混炼后的胶料分别在橡胶加工分析仪器进行应变扫描测试；在温度20-80℃，频率1.01-10Hz，应变范围为0.01%至100%的条件下进行多次应变扫描，记录最后一次应变扫描结果G'；

3）选取步骤2）最后一次应变扫描所得G'数据，以应变为横坐标、模量G'为纵坐标做曲线f（G'）；

（公式1）

硅烷化反应程度 （公式2）

其中，Σ(G')表征的是胶料最后一次扫描下的模量G'积分之和，计算得到的试验硅烷化反应程度ω越大，其硅烷化反应程度越彻底。

2.根据权利要求1所述的一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法，其特征在于，步骤2）在温度20-80℃，频率0.01-10Hz，应变0.01-10%的条件下，预热0.1-10min。

3.根据权利要求1所述的一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法，其特征在于，无硅烷参比胶料B和白炭黑预处理参比胶料C的计算结果Σ(G')可以多次试验重复使用，再次试验时无需重新混炼和计算。

4.根据权利要求1所述的一种白炭黑胶料中白炭黑和硅烷偶联剂硅烷化反应程度的检测方法，其特征在于，白炭黑包括沉淀法、气相法工艺生产的普通白炭黑或高分散白炭黑，白炭黑表面需要具有硅羟基基团，硅羟基基团包括孤立羟基、邻近羟基和双生羟基；所述硅烷偶联剂包括含多硫键类硅烷、巯基烷氧基类硅烷、硫代羧酸酯类硅烷或不含硫的硅烷。

5.权利要求1-4任意一项权利要求所述的方法用于评判不同混炼工艺和/或不同密炼机型的优劣的应用，其特征在于，该应用使用相同的配方，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同混炼工艺和/或不同密炼机型的优劣。

6.权利要求1-4任意一项权利要求所述的方法用于评判不同种类和/或不同牌号白炭黑之间的优劣的应用，其特征在于，该应用使用相同的混炼工艺，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同种类和/或不同牌号白炭黑之间的优劣。

7.权利要求1-4任意一项权利要求所述的方法用于评判不同种类和/或不同牌号硅烷偶联剂之间的优劣的应用，其特征在于，该应用使用相同的混炼工艺，通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同种类和/或不同牌号硅烷偶联剂之间的优劣。

8.权利要求1-4任意一项权利要求所述的方法用于评判不同种类和/或不同牌号橡胶助剂之间的优劣的应用，其特征在于，该应用使用相同的混炼工艺通过对比胶料中白炭黑的硅烷化反应程度评判不同种类和/或不同牌号橡胶助剂之间的优劣。

9.一种智能设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下的步骤：

选取权利要求1-8任意一项权利要求所述的方法中步骤2）最后一次应变扫描所得G'数据，以应变为横坐标、模量G'为纵坐标做曲线f（G'）；

（公式1）

硅烷化反应程度 （公式2）

其中，Σ(G')表征的是胶料最后一次扫描下的模量G'积分之和，计算得到的试验硅烷化反应程度ω越大，其硅烷化反应程度越彻底。

10.一种存储程序指令的非暂时性计算机可读载体介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下的步骤：

选取权利要求1-8任意一项权利要求所述的方法中步骤2）最后一次应变扫描所得G'数据，以应变为横坐标、模量G'为纵坐标做曲线f（G'）；

（公式1）

硅烷化反应程度 （公式2）

其中，Σ(G')表征的是胶料最后一次扫描下的模量G'积分之和，计算得到的试验硅烷化反应程度ω越大，其硅烷化反应程度越彻底。

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