Si-69（双-[γ-三乙氧基硅丙基]四硫化物）

产品概述

Si-69，化学名为双-[3-三乙氧基硅丙基]四硫化物（TESPT），是一种双功能多硫化物硅烷偶联剂，CAS 号 40372-72-3，分子式 C₁₈H₄₂O₆S₄Si₂。Si-69 是轮胎橡胶行业最重要的硅烷偶联剂，也是绿色轮胎技术的核心使能化学品。

分子结构对称：两个三乙氧基硅丙基通过中央四硫化物链（–S₄–）连接。硅烷端通过 Si–O–Si 键锚固于白炭黑填料表面，多硫化物中心参与橡胶基体的硫磺硫化交联。这一双功能结构使 Si-69 与其他硅烷偶联剂有根本区别——它不仅在界面桥联基材与聚合物，更是将白炭黑偶联剂和硫磺交联剂合为一体。

商业 Si-69 实际上是多硫化物链长的混合物（S₂ 至 S₆），四硫化物（S₄）约占 70%，因此 Si-69 的"纯度"规格通常为 ≥90% 多硫化物混合物，而非单一化合物纯度。

关键性能特点

Si-69 为黄色至琥珀色黏稠液体，硫含量 22–24 wt%，闪点 >150 °C，密度约 1.079 g/cm³。

轮胎配混中关键性能指标是 Payne 效应，反映未硫化橡胶中填料网络的应变依赖刚度。高 Payne 效应意味着填料分散差、白炭黑聚团强烈，导致硫化轮胎迟滞损失增大（滚动阻力升高）。Si-69 通过亲有机物的硅烷覆盖亲水白炭黑表面，瓦解白炭黑-白炭黑氢键，建立白炭黑-硅烷-橡胶共价连通，大幅降低 Payne 效应。

工业应用

绿色轮胎胎面配混

Si-69 是乘用车和轻型卡车白炭黑增强轮胎胎面的主导硅烷。标准白炭黑/Si-69 配混工艺分两段混炼：

一段混炼（不含硫化剂）： 白炭黑和 Si-69 在高温（卸料温度 140–160 °C）加入橡胶，硅烷化反应需 2–4 分钟高于 140 °C，单次混炼可能不完全，需二次或三次返炼提高硅烷化完成度，同时释放乙醇。

末段混炼： 在较低温度（低于 110 °C）加入硫磺、促进剂和其他硫化剂，避免提前交联。

典型配方（80 phr 白炭黑/SBR 体系）Si-69 用量 6.5–7.5 wt%（以白炭黑重量计），可将硅烷化效率提升至 70–80%，Mooney 黏度降低 15–25 MU，硫化胶在 60 °C 的 tan δ（滚动阻力指标）比等效炭黑配方低 25–40%，同时保持或改善湿地牵引力（0 °C 的 tan δ）。

重型卡车和商用车轮胎

重型卡车低滚动阻力胎面通常使用较高白炭黑用量（90–100 phr）和 Si-69 用量（7–9 wt%）。白炭黑/Si-69 胎面使长途卡车轮胎滚动阻力系数降低 0.003–0.005，500,000 km 寿命周期节油 2–4%，商业价值显著。

白色填料增强工业橡胶制品

食品接触输送带不能使用炭黑但需高增强性，白炭黑/Si-69 体系提供所需力学性能。医疗、食品和半导体洁净环境用液压密封件采用白炭黑增强丁腈橡胶或 EPDM 配合 Si-69，满足强度和压缩永久变形要求。

使用与储存

Si-69 在一段非生产性混炼阶段与白炭黑同时加入，用量：乘用车胎面 5–8 wt%（常用 6.5–7.5 wt%），重型卡车胎面 7–9 wt%，工业橡胶 4–6 wt%（均以白炭黑重量计）。混炼时释放乙醇蒸气，轮胎工厂排风系统须处理乙醇浓度。密封桶，低于 30 °C 阴凉干燥储存，保质期 12 个月。

常见问题

Si-69 与 Si-75 的区别？ Si-69 含四硫化物桥键（–S₄–），硫含量更高，是传统绿色轮胎的标准选择；Si-75 含二硫化物桥键（–S₂–），硫释放更慢，卸料温度高于 155 °C 时焦烧安全性更好，现代高速轮胎混炼越来越多采用 Si-75。

硅烷化需要什么混炼温度？ 有效硅烷化要求卸料温度 140–160 °C 保持至少 2–3 分钟；低于 130 °C 硅烷化可忽略；高于 165 °C 且混炼时间过长会导致多硫化物提前交联引起焦烧，最佳窗口为卸料温度 145–160 °C。