高岭土在橡胶中的应用性能研究

研究高岭土与炭黑N660、沉淀法白炭黑对天然橡胶(NR)补强性能的差异,并考察高岭土部分替代炭黑N660在子午线轮胎气密层胶中的应用。结果表明,高岭土对NR的补强作用优于未加偶联剂的沉淀法白炭黑,接近炭黑N660,其中改性高岭土对NR的补强效果优于普通高岭土;采用少量高岭土尤其是改性高岭土等量部分替代炭黑N660,气密层胶料拉伸强度提高,加工性能和其他物理性能变化不大。在橡胶配方中用高岭土部分替代炭黑具有可行性,可降低原材料成本,同时节能降耗。     

三种增强填料对交联POE强度的影响

研究了纳米碳酸钙、白炭黑、纳米高岭土作为交联POE的填料的补强效果。结果表明:白炭黑补强效果最好;纳米高岭土极易在表面改性,经含量为2%的铝酸酯偶联剂表面改性的纳米高岭土填料对交联POE有较强的补强作用,可完全取代纳米CaCO3,或部分替代白炭黑。     

改性硬质高岭土在NR中的应用

研究硬脂酸改性硬质高岭土在NR中的应用，并与半补强炭黑进行对比。结果表明，硬脂酸改性硬质高岭土对NR补强性能优异；采用硬脂酸改性硬质高岭土部分替代SRF填充NR，硫化胶综合物理性能良好；硬脂酸改性低温煅烧硬质高岭土具有较高的白度，且对NR补强性能良好，可用于胶鞋白大底胶料。     

改性碳纳米管在不同补强填充体系丁腈橡胶中的应用研究

研究改性碳纳米管（CNTs）在碳酸钙、白炭黑、炭黑N330补强填充体系丁腈橡胶（NBR）中的应用。结果表明：随着改性CNTs用量增大,碳酸钙补强填充体系和白炭黑补强填充体系NBR的MH－ML逐渐增大,t90缩短;炭黑N330补强填充体系NBR的MH－ML增大,t90延长;3种补强填充体系NBR的硬度、100%定伸应力、撕裂强度逐渐增大,碳酸钙补强填充体系NBR的拉伸强度提高,白炭黑补强填充体系和炭黑N330补强填充体系NBR的拉伸强度稍有降低;碳酸钙补强填充体系和白炭黑补强填充体系NBR的表面电阻率（ρs）和体积电阻率（ρv）变化较小,变化规律不明显;炭黑N330补强填充体系NBR的ρs和ρv较小,导电效果较好;3种补强填充体系NBR的导热性能均有所提高,炭黑N330补强填充体系胶料的热扩散率最大。     

用热胀离解探讨炭黑/白炭黑与天然橡胶的作用力

将炭黑DZ 13、N 330和N 660及改性的白炭黑TB2和通用白炭黑填充的天然橡胶(NR)在二甲苯中于不同温度下进行离解,外推其离解温度,并通过傅里叶变换红外光谱和热重分析等手段判断填料与橡胶分子链之间的界面结合强度。结果发现,利用溶剂溶胀法外推出的炭黑DZ 13/NR、炭黑N 330/NR和炭黑N 660/NR的结合胶完全离解温度分别为360,334,220℃,表明炭黑DZ 13与NR的化学结合力较强。虽然白炭黑/NR结合胶的离解曲线与炭黑结合胶有所不同,但其外推的完全离解温度均比炭黑低,说明改性白炭黑随着温度的升高,其表面的改性剂在溶剂中被逐渐溶解,从而造成了橡胶分子链的脱离。     

纳矽利在氯化聚乙烯橡胶胶料中的补强效果研究

研究纳矽利在氯化聚乙烯橡胶（CM）胶料中的补强效果,并与其他补强填料（炭黑N330、炭黑N550、白炭黑、高岭土、滑石粉和碳酸钙）进行对比。结果表明：纳矽利用量为60份时,胶料具有较好的综合性能;纳矽利的补强效果略差于炭黑N330、炭黑N550和白炭黑,好于高岭土和碳酸钙,但纳矽利补强胶料的拉断伸长率较大;采用纳矽利部分替代炭黑N550（炭黑N550/纳矽利并用比为7/5）制备的YZW型电缆护套各项性能较好,达到国家标准要求,同时改善了炼胶工作环境,降低了胶料的生产成本。     

纳米碳酸钙在橡胶中的应用

分别将纳米碳酸钙与白炭黑、半补强炭黑、沉淀碳酸钙和活性硅粉在NR,SBR,EPDM和NBR中的应用进行了对比试验。结果表明,纳米碳酸钙分别对4种橡胶具有较好补强性能,可提高拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度、弹性和热老化性能,降低低温性能;对非补强性橡胶的补强性能特别明显。     

橡胶补强填充剂概览

加入各种补强性填料可提高橡胶制品的物理机械性能,延长使用寿命。除了常用的炭黑、白炭黑,该文还介绍了炭黑-白炭黑双相填充剂,以及改性高岭土、凹凸棒改性粘土、改性硬质陶土、纳米氧化锌等其他填充剂,并围绕轮胎技术对各种补强性填料进行了展望。     

纳米高岭土在氯化聚乙烯橡胶中的应用

研究了纳米高岭土对氯化聚乙烯橡胶（CM140B）的填充补强作用。结果表明：随着纳米高岭土用量的增加,CM140B硫化胶的焦烧时问、正硫化时间均逐渐延长。添加少量的纳米高岭土时,CM140B硫化胶的拉伸强度、拉断仲长率、撕裂强度、门尼粘度、硬度均减小。增加纳米高岭土用量,CM140B硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率、定伸应力、撕裂强度、门尼粘度、硬度均逐渐增加。纳米高岭土对CM140B的补强效果与半补强炭黑和白炭黑相当,但其正硫化时间较自炭黑的短,且门尼粘度远远低于白炭黑的数值。与非纳米高岭士相比,使用纳米高岭土填充的CM140B综合性能优异。     

补强体系对NR硫化胶疲劳破坏特性的影响

用断裂力学方法研究炭黑N330、炭黑N330/白炭黑和白炭黑补强NR硫化胶的疲劳破坏特性.结果表明,与炭黑N330和炭黑N330/白炭黑补强的NR硫化胶相比,白炭黑补强的NR硫化胶疲劳寿命较长,内部潜在缺陷较少,抗裂纹扩展性能较好;随着疲劳时间的延长,NR硫化胶拉断时的应变能密度减小;疲劳寿命方程能够快速、准确地预测NR硫化胶的疲劳寿命.     

混合炭黑G660在斜交轮胎胎圈包布胶中的应用

试验研究混合炭黑G660在斜交轮胎胎圈包布胶配方中的应用。结果表明,混合炭黑G660的补强性能与半补强炭黑相当,较活性碳酸钙好;胎圈包布胶配方中使用20份混合炭黑G660等量替代炭黑N660,胎圈包布胶各项性能满足生产工艺要求和使用性能,配方试样成本降低。     

Effect of filler loading on cure time and swelling behaviour of SMR L/ENR 25 and SMR L/SBR blends

The effect of filler loading on the cure time (t₉₀) and swelling behaviour of SMR L/ENR 25 and SMR L/SBR blends has been studied. Carbon black (N330), silica (Vulcasil C) and calcium carbonate were used as fillers and the loading range was from 0 to 40 phr. Results show that for SMR L/ENR 25 blends the cure time decreases with increasing carbon black loading, whereas silica shows an increasing trend, and calcium carbonate does not show significant changes. For SMR L/SBR blends, the cure time of carbon black, silica and calcium carbonate generally decreases with increasing filler loading. The percentage swelling in toluene and ASTM oil no 3 decreases for both blends with increasing filler loading, with calcium carbonate giving the highest value, followed by silica‐ and carbon black‐filled blends. At a fixed filler loading, SMR L/ENR 25 blend shows a lower percentage swelling than SMR L/SBR blends. © 2003 Society of Chemical Industry     

纳米碳酸钙/炭黑并用对丁苯橡胶性能的影响

研究了纳米碳酸钙／N330炭黑并用比对丁苯橡胶性能的影响。结果表明，随着CaCO3／N330并用比的改变，材料的强度有了显著的提高，特别是CaCOa／N330并用比为20／30(质量份)时复合材料的拉伸强度达到了20MPa以上，同时材料具有较好的弹性和较低的硬度；两种处理剂相比，树脂酸处理的碳酸钙具有较好的性能；表面处理的纳米炭酸钙与炭黑并用，可以降低炭黑填充橡胶的动态滞后，表面处理的纳米碳酸钙的加工性能比纳米炭黑好，可以通过并用纳米碳酸钙来改善炭黑胶料的加工性能。     

纳米白炭黑/炭黑并用对SBR硫化胶性能的影响

研究了纳米白炭黑／炭黑并用体系对ＳＢＲ硫化胶物理性能及磨耗形态的影响,并提出了补强模型。结果表明,纳米白炭黑／炭黑并用体系可提高补强效果,当其并用比为６／２４时,硫化胶的拉伸强度和撕裂强度最大,耐磨性最佳。硫化胶补强性能的提高,一方面需要粒子与大分子之间有较强的结合力,另一方面还需要粒子表面上的产生滑移。     

AEM橡胶硫化及补强体系的研究

研究了炭黑、白炭黑/炭黑、碳酸钙/炭黑等的用量对过氧化物硫化的乙烯-丙烯酸酯橡胶(AEM)的补强作用。结果表明,硫化剂F40用量为5份时,硫化胶综合力学性能较好;加入炭黑后,橡胶补强效果比较明显,白炭黑与炭黑并用可增强硫化胶力学性能,拉伸强度达到20.7MPa;随碳酸钙的加入,硫化胶力学性能有所下降,但能降低产品成本,应用效果比较好。     

炭黑并用对丁腈皮膜胶料性能的影响

采用低生热的补强配合体系,对比研究了炭黑的种类、用量以及炭黑的并用配比对丁腈橡胶（NBR）皮膜胶料性能的影响;对胶料硫化特性、力学性能及屈挠性能的测试结果表明,炭黑N660的补强效果优于N774,炭黑的最佳用量为70份;随着N550/N660并用配比中N550用量的增加,胶料的拉伸强度、撕裂强度及屈挠性能逐渐提高;当N550/N660配比在40/30~50/20之间时,NBR胶料的综合性能最好;考虑到NBR胶料的性价比,确定40/30为N550/N660的最佳并用比。     

淀粉改性及其在胶料中的应用

将淀粉进行表面醚化和酯化疏水改性,研究改性淀粉在胶料中的应用。结果表明:改性淀粉替代部分炭黑对胶料物理性能有一定影响,采用酯醚淀粉替代部分炭黑的胶料物理性能明显优于采用轻质碳酸钙替代部分炭黑的胶料,与白炭黑替代部分炭黑的胶料物理性能接近;改性淀粉与偶联剂KH550和KH570配合的胶料物理性能较好;轮胎胎面胶中用8~10份改性淀粉替代部分炭黑可以明显提高胶料的耐屈挠性能并降低生热。     

改性高岭土在全钢子午线轮胎胎侧胶中的应用

考察表面活化改性高岭土在全钢子午线轮胎胎侧胶中的应用。结果表明：在全钢子午线轮胎胎侧胶中用改性高岭土替代部分炭黑N375,胶料的门尼粘度下降,流动性较好,混炼能耗和排胶温度降低,加工性能改善;硬度、定伸应力、拉伸强度、撕裂强度有所减小;压缩疲劳温升和永久变形下降,耐屈挠疲劳性能改善;生产成本降低。     

新型补强剂Le在橡胶履带外层凸缘胶中的应用

研究了新型补强剂Le、陶土、轻质碳酸钙及新型补强剂Le/炭黑N330并用在天然橡胶/丁苯橡胶履带外层凸缘胶中的应用。结果表明,新型补强剂Le填充的胶料具有较优加工性能和综合物理机械性能;用20份新型补强剂Le替代炭黑N330,可适当提高天然橡胶/丁苯橡胶履带外层凸缘胶的性能。     

Effect of carbon black on properties of rubber nanocomposites

Polymer based nanocomposites were prepared using brominated poly(isobutylene‐co‐paramethylstyrene) (BIMS) rubber and octadecyl amine modified montmorillonite nanoclay. The effect of nature and loading of carbon black on these nanocomposites and the control BIMS was investigated thoroughly using X‐ray diffraction technique (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and mechanical properties. The addition of 4 parts of the modified nanoclay to 20 phr N550 carbon black filled samples increased the tensile strength by 53%. Out of the three different grades of carbon black (N330, N550, and N660), N550 showed the best effect of nanoclay. Optimum results were obtained with the 20 phr filler loading. For comparison, china clay and silica at the same loading were used. Fifty‐six and 46% improvements in tensile strength were achieved with 4 parts of nanoclay added to the silica and the china clay filled samples, respectively. N330 carbon black (20 parts) filled styrene butadiene rubber (SBR) based nanocomposite registered 20% higher tensile strength with 4 parts of the modified nanoclay. In all the above carbon black filled nanocomposites, the modulus was improved in the range of 30 to 125%. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 96: 443–451, 2005