炭黑/再生橡胶复合填料对天然橡胶补强性能的影响

针对传统橡胶基补强填料在补强橡胶基体时容易发生团聚,形成缺陷结构,降低橡胶制品的综合性能问题,研究了炭黑/再生橡胶(CB/RR)和炭黑/胶粉(CB/GTR)复合填料填充天然橡胶(NR)硫化胶的物理机械性能和动态力学性能,分别探讨了不同用量比的CB/RR以及CB/GTR复合填料对NR综合性能的影响。结果表明,当CB/GTR并用时,随着GTR用量增加,并用胶拉伸强度、拉断伸长率、硬度、储能模量和损耗模量均逐渐降低;与CB/GTR并用相比,CB/RR并用填充NR的硫化速率慢,损耗因子低,拉伸强度、拉断伸长率、硬度、储能模量和损耗模量更高。当CB/RR填料并用质量比为30/30时,NR硫化胶的物理机械性能和界面相容性较好,NR硫化胶表面光滑平整,其拉伸强度最大可达22.5MPa,比同比例下CB/GTR填充胶的拉伸强度提高了10.6MPa。     

偶联剂A151对羰基铁粉/硅橡胶吸波复合材料性能的影响

以甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)为基体,用偶联剂A151对羰基铁粉吸波填料进行表面处理,研究A151用量对吸波橡胶性能的影响。SEM结果表明,经过偶联剂处理后,填料与橡胶基体的相容性和界面结合都有所改善。随A151用量增加,混炼胶粘度逐渐降低,加工性能逐渐提高,但硫化性能有所下降;拉伸强度先增大后减小;此外,偶联剂的加入基本不影响吸波橡胶的吸波性能。考虑吸波橡胶的综合性能,最佳偶联剂用量为填料用量的2%.     

硫化体系对天然橡胶基磁流变弹性体性能的影响

以天然橡胶(NR)为基体,羰基铁粉为磁性粒子制备了NR基磁流变弹性体(NR-MRE),考察了不同硫化体系,如传统硫化(CV)体系、半有效硫化(SEV)体系、有效硫化(EV)体系和平衡硫化(EC)体系对NR混炼胶硫化特性及NR-MRE物理机械性能、磁流变性能、热稳定性、微观形貌的影响,并表征了NR-MRE的微观形貌。结果表明,在4种硫化体系中,CV体系的NR混炼胶硫化返原程度较为严重,NR-MRE的磁流变弹性体具有最高的拉伸强度和磁流变效应(EMR)以及最差的热稳定性; EC体系的NR混炼胶硫化返原程度不明显,硫化速率最慢,NR-MRE的拉伸强度最低; EV体系的NRMRE的EMR最低,热稳定性最好。在4种硫化体系的NR-MRE中,羰基铁粉均呈现清晰的链状结构,其中CV体系最明显,EC体系排布与SEV体系相似,但团聚比SEV体系严重。     

N300系列炭黑填充溶聚丁苯橡胶性能研究

考察了5种N300系列炭黑对溶聚丁苯橡胶的硫化特性、力学性能及动态力学性能的影响。结果表明,粒径和结构度较小或较大的炭黑混炼胶加工性能较好,而粒径较小结构度较大的炭黑混炼胶则相反;5种炭黑的硫化胶力学性能各有互补,其中炭黑N351硫化胶的综合性能较好。动态频率扫描和动态应变扫描过程中,炭黑N375混炼胶的储能模量和损耗模量均最大,Payne效应大,而炭黑N351的则最小,分散性较好。0℃时的tanδ大小表明结构度大的炭黑硫化胶抗湿滑能力较差。     

丙烯酸酯橡胶AR 72 LS的结构与性能

采用傅里叶变换红外光谱、热失重-气相色谱-质谱联用仪及核磁共振氢谱表征了牌号为AR 72 LS的丙烯酸酯橡胶(ACM),考察了炭黑用量对ACM混炼胶及硫化胶性能的影响。结果表明,ACM的主单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸甲氧基乙酯,硫化点单体为氯乙基乙烯醚; 随着炭黑用量的增加,ACM混炼胶的最大转矩、最小转矩及转矩差值均增大,正硫化时间延长,Payne效应变得明显; ACM硫化胶的损耗因子峰值降低,玻璃化转变温度升高,拉伸强度、邵尔A硬度和定伸应力均提高,扯断伸长率先增大后减小。     

炭黑混炼胶和白炭黑混炼胶的结合橡胶及Payne效应研究

研究天然橡胶(NR)/炭黑、NR/白炭黑、异戊橡胶(IR)/白炭黑混炼胶的结合橡胶含量和Payne效应。结果表明:随着二段混炼胶停放时间延长,炭黑混炼胶的结合橡胶含量增大,Payne效应增强,硫化胶应力应变性能和动态性能等变化不明显;白炭黑混炼胶的结合橡胶含量增大,Payne效应基本不变,硫化胶定伸应力明显提高,动态性能有一定程度改善;白炭黑混炼胶的结合橡胶含量明显大于炭黑混炼胶。     

炭黑填充溶聚丁苯橡胶的动态黏弹性能和流变性能

采用橡胶加工分析仪和恒速型双筒毛细管流变仪研究了炭黑填充不同牌号溶聚丁苯橡胶(SSBR)的动态黏弹性能和流变性能。结果表明,当炭黑用量增加至20份时,SSBR-T 2003混炼胶出现炭黑网络结构,当炭黑用量增加至25份时,SSBR-2305混炼胶出现炭黑网络结构;随着炭黑用量的增加,SSBR-T 2003混炼胶的储能模量(G’)和损耗模量(G″)增大,Payne效应越明显,而SSBR-2305混炼胶的G’和G″也均增大,但未发生突增,Payne效应的变化微弱;不同用量炭黑填充的SSBR混炼胶均呈现假塑性流体的特性,且SSBR-T 2003混炼胶的非牛顿性较显著;SSBR-T 2003混炼胶的流动界面状态基本稳定,而SSBR-2305混炼胶的流动在高剪切速率下发生黏/滑的转变。     

羰基铁粉填充天然橡胶基磁流变弹性体的性能

以天然橡胶（NR）为基体,考察了4种牌号（EW、SM、SQ、CN）的羰基铁粉对NR混炼胶的硫化特性及NR基磁流变弹性体（MRE）在压缩状态下的磁流变性能、物理机械性能、热稳定性及微观形态的影响。结果表明,EW、SM、SQ、CN的平均粒径依次增大,且CN具有最宽的粒径分布,EW具有最窄的粒径分布;在4种牌号的羰基铁粉中,SM填充NR混炼胶的焦烧时间和正硫化时间最短,硫化速率最快;随着羰基铁粉粒径的增加,NR混炼胶的交联密度增大,在硫化过程中均出现的硫化返原程度加剧;SM填充MRE的磁流变效应最高,CN填充MRE的磁流变效应最低;随着羰基铁粉粒径的增加,MRE的邵尔A硬度无明显变化,300%定伸应力呈上升趋势,拉伸强度和扯断伸长率都有所降低,其中CN填充MRE的耐热稳定性最好;在4种牌号的羰基铁粉填充MRE中,CN和SQ的整体粒径较大,且CN有较明显的块状团聚,而SM和EW的整体粒径较小。     

不同炭黑填充溶聚丁苯橡胶的性能研究

研究不同粒径炭黑对溶聚丁苯橡胶(SSBR)性能的影响。结果表明:结构度高的炭黑填充SSBR混炼胶的加工性能较差;高结构度BL系列炭黑填充SSBR硫化胶的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和补强因子均比低结构度炭黑N220和N330填充硫化胶高;炭黑BL201,BL101,BL302,N220和N330填充SSBR混炼胶的剪切储能模量和剪切耗能模量依次减小,BL系列炭黑填充SSBR硫化胶在0℃下的损耗因子较小,抗湿滑性能较差。     

交联密度对白炭黑/炭黑复合补强NR胎面胶性能的影响

针对卡车胎胎面胶配方,研究了交联密度对白炭黑/炭黑复合填充天然橡胶(NR)胎面胶性能的影响。结果表明,随着促进剂NS、S用量的增加,白炭黑/炭黑复合填充NR混炼胶的硫化速度逐渐加快,焦烧时间ts1、正硫化时间tc90逐渐缩短,硫化胶交联密度明显逐渐提高,导致NR硫化胶300%定伸应力提高,断裂伸长率下降。随着交联密度的提高,DIN及Akron磨耗体积逐渐减小,耐磨性明显提高;NR硫化胶剪切储能模量G′逐渐提高,损耗模量G″的频率依赖性逐渐下降,且二者都随剪切频率增加而提高。损耗因子tanδ在频率扫描及温度扫描下随交联密度增加而减小,与压缩生热结果相一致。     

烷偶联剂原位改性白炭黑/溶聚丁苯橡胶 复合材料的流变性能和力学性能研究

制备3种硅烷偶联剂（Si69,Si75,NXT）原位改性白炭黑/溶聚丁苯橡胶（SSBR）复合材料,研究硅烷偶联剂对白炭黑/SSBR复合材料流变性能和力学性能的影响。结果表明：硅烷偶联剂NXT在降低善白炭黑填料网络化程度方面比偶联剂Si69和Si75的效果更明显;硅烷偶联剂NXT改性白炭黑/SSBR复合材料（混炼胶和硫化胶）的剪切储能模量较低,Payne效应较弱,加工性能较好,损耗因子和活化能较小,拉伸储能模量对温度依赖性较弱,硬度、拉伸强度和拉断伸长率相当,撕裂强度较大,白炭黑分散性优异,白炭黑与橡胶之间的相互作用较强。     

NR原位改性炭黑对NR胶料性能的影响

分别采用高温转矩流变仪和常温两辊开炼机制备NR原位改性炭黑(GCB)和NR/炭黑共混物(KCB),并制备GCB/NR和KCB/NR硫化胶,对其性能进行研究.结果表明,与KCB相比,GCB的耐热性能提高,结合橡胶质量分数增大;当炭黑用量相同时,与KCB/NR硫化胶相比,GCB/NR硫化胶的交联密度、定伸应力、压缩永久变形和储能模量较大,拉伸强度和回弹值较小;当炭黑用量小于60份时,GCB/NR硫化胶耐疲劳性能优于KCB/NR硫化胶.     

不同用量白炭黑对NBR/BRR的动态力学性能和Payne effect效应的影响

本文利用扫描电镜SEM和橡胶加工分析仪(RPA-2000)设备,研究了不同白炭黑用量的NBR/BR并用胶的动态性能和微观形貌。结果表明：随着白炭黑用量的增大,白炭黑聚集体增多,白炭黑与橡胶基体间的相互作用增大,混炼胶的Payne效应增大。动态性能方面,随温度升高,NBR/BR混炼胶损耗因子先增大后减小;随白炭黑用量增大,NBR/BR混炼胶损耗因子在低温时增大,高温时减小;随温度升高, NBR/BR硫化胶储能模量G’变化不大,损耗因子减小。随白炭黑用量增大,NBR/BR硫化胶储能模量G’增大,损耗因子增大;随着温度的升高,NBR/BR硫化胶的损耗因子先增大后减小。     

乙烯含量对EPDM硫化特性和动态力学性能的影响

通过无转子硫化仪(MDR)、橡胶加工分析仪(RPA)及力学性能测试,研究了乙烯含量对过氧化物硫化EPDM未填充体系及炭黑填充体系硫化特性及动态力学性能的影响。结果表明,对于未填充/填充体系,随着乙烯含量的增加,胶料的交联程度提高,硫化反应表观速率常数K值增大,硫化诱导时间(td)不变。相比于未填充体系,加入炭黑,在促进体系硫化速率和硫化程度的同时,硫化后期还会加剧胶料的降解程度。乙烯含量高的EPDM,拉伸强度高,炭黑-橡胶相互作用大,炭黑补强效果好,但乙烯含量对EPDM橡胶储能模量的应变依赖性没有明显影响。     

炭黑用量对过氧化物硫化三元乙丙橡胶性能的影响

以双叔丁基过氧化异丙基苯为硫化剂,通过无转子硫化仪、毛细管流变仪及橡胶加工分析仪考察了炭黑用量对乙烯含量不同的2种三元乙丙橡胶(EPDM)混炼胶硫化特性、流变行为、动态黏弹性能及硫化胶拉伸性能的影响。结果表明,随着炭黑用量的增加,2种EPDM混炼胶的焦烧时间(ts1)均缩短,正硫化时间均变化不大,门尼黏度均逐渐增大,混炼胶黏-切依赖性增大; 在相同炭黑用量下,乙烯含量高的混炼胶的ts1较短,硫化程度和硫化速率提高,2种EPDM混炼胶均表现出剪切变稀行为,乙烯含量高的EPDM混炼胶的剪切弹性模量明显高于乙烯含量低的EPDM混炼胶; 随着炭黑用量的增加,2种EPDM硫化胶的拉伸强度和100%定伸应力均不断提高,且高乙烯含量有助于提高EPDM硫化胶的拉伸性能。     

炭黑N660用量对溴化丁基橡胶动态力学性能的影响

用橡胶加工分析仪(RPA)等研究了炭黑N 660填充量不同的溴化丁基橡胶(BIIR)的性能。结果表明,BIIR混炼胶的门尼黏度随炭黑填充量的增加而线性增大。炭黑填充量为40份(质量,下同)时填料网络明显。经过3次应变扫描发现,炭黑填充量为30份时BIIR混炼胶开始出现填料网络,且在RPA应变扫描时应变大于10%后填料网络几乎被完全破坏;损耗因子随炭黑填充量的增加而增大,应变依赖性增强。随RPA应变扫描温度的升高,BIIR混炼胶的储能模量下降,对应变的依赖性减弱,损耗因子增大。填充40份炭黑的BIIR硫化胶具有较高的拉伸强度和扯断伸长率。     

填料对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶发泡材料性能的影响

使用无转子发泡硫化仪、RPA橡胶分析仪、体视显微镜以及力学性能测试仪器等研究了白炭黑和炭黑对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)硫化发泡特性、发泡材料微观结构和性能的影响。结果表明,白炭黑用量较少时,体系焦烧时间和正硫化时间均延长,发泡剂分解速度提高。与相同用量的白炭黑体系相比,炭黑体系不易焦烧,正硫化时间较长,发泡剂分解速度较快。白炭黑体系泡孔质量好于炭黑体系,其中添加30份白炭黑的泡沫材料具有最低密度。RPA分析结果表明,减少白炭黑用量或采用炭黑作填料均能降低体系储能模量(G′)和损耗模量(G″),炭黑体系泡沫材料动态模量具有较强温度敏感性。     

生化木质素对天然橡胶复合材料性能的影响

采用乳液共沉法制备天然橡胶(NR)/生化木质素(BCL)复合材料,研究BCL/炭黑(CB)和BCL/白炭黑补强填充体系对复合材料性能的影响。结果表明:加入BCL使混炼胶的硫化时间均延长,NR/BCL/CB混炼胶的焦烧时间延长、硫化程度降低,NR/BCL/白炭黑混炼胶则焦烧时间缩短,硫化程度提高;加入BCL,NR/BCL/CB混炼胶的储能模量(G′)减小,而NR/BCL/白炭黑混炼胶的G′增大,但均不会严重损害硫化胶的物理性能;复合材料的抗湿滑性能提高,但滚动阻力增大。     

白炭黑用量对NBR/BR的动态力学性能和Payne效应的影响

研究不同白炭黑用量的丁腈橡胶/顺丁橡胶并用胶的动态力学性能。结果表明:随着白炭黑用量的增大,白炭黑与橡胶基体间的相互作用增强,混炼胶的Payne效应增大;随温度升高,混炼胶储能模量(G′)减小,损耗因子(tanδ)先增大后减小,硫化胶的G′变化不大,tanδ先增大后减小;随白炭黑用量增大,混炼胶的G′增大,tanδ在低温时增大,高温时减小,硫化胶的G′和tanδ增大。     

动态伸张疲劳对集成橡胶硫化胶结构及性能的影响

研究未填充和炭黑填充集成橡胶（SIBR）硫化胶动态疲劳过程中的微观结构、物理性能和动态力学性能。结果表明：在疲劳过程中,SIBR分子链断裂,断裂后的自由端链在周期性应力作用下与空气中的氧气作用生成羰基;未填充和炭黑填充SIBR硫化胶的物理性能降低;随着疲劳程度的增大,炭黑填充SIBR硫化胶的交联密度逐渐降低,25 ℃下的储能模量减小、损耗因子增大,Payne效应减弱。