少量不同填料对炭黑/丁苯橡胶复合材料抗疲劳破坏性能的影响及其机理

对于炭黑/丁苯橡胶复合材料,用5份白炭黑、黏土和淀粉分别等量替代炭黑,研究了复合材料在宽广应变范围(30%～100%)的疲劳破坏性能。结果表明,30%应变下,加入黏土胶料的疲劳寿命提高了1倍;100%应变下,加入白炭黑胶料的疲劳寿命提高了1倍;加入淀粉胶料的疲劳寿命下降。原因是由于在30%的应变下,加入黏土提高了复合材料的滞后能,而生热不大,且片层状黏土对裂纹扩展有较强的阻碍作用;加入白炭黑胶料的滞后能不变,由于白炭黑的粒径小于炭黑,抗裂纹能力提高,因而在所研究的应变范围内其抗疲劳破坏性能提高;由于淀粉的粒径是微米级的,且加入淀粉后复合材料的滞后能降低,因此其抗疲劳破坏性能降低。     

碳纳米管对炭黑/丁苯橡胶复合材料耐疲劳性能的影响

分别以1,2,3和4份碳纳米管等量替代炭黑填充制备丁苯橡胶(SBR)复合材料,并对其宽应变内(30%~100%)的耐疲劳性能进行研究。结果表明:随着碳纳米管用量的增大,在相同应变下,SBR复合材料的疲劳寿命缩短,裂纹增长速率增大;复合材料的疲劳裂纹增长速率对撕裂能的敏感度降低,当撕裂能较大时,碳纳米管用量对裂纹增长速率影响不大。     

白炭黑对炭黑／丁苯橡胶复合材料耐疲劳性能的影响

研究白炭黑对炭黑/丁苯橡胶(SBR)复合材料耐疲劳性能的影响。结果表明:与炭黑/SBR复合材料相比,白炭黑/炭黑/SBR胶料的t10延长,交联密度下降,硫化胶的100%和300%定伸应力减小,拉断伸长率增大;在相同应变下,SBR复合材料的疲劳寿命延长,疲劳裂纹增长速率对撕裂能的敏感程度差别不大;白炭黑粒径越小,比表面积越大,结构度越低,对SBR复合材料的耐疲劳性能越有利。     

炭黑和硫化程度对天然橡胶硫化胶疲劳性能的影响

研究了4种不同粒径的炭黑和不同硫化程度对天然橡胶(NR)硫化胶在25℃和100℃下耐疲劳性能的影响。结果表明,NR硫化胶的疲劳性能与炭黑粒径、硫化程度和疲劳温度有关,不同炭黑填充的NR硫化胶在100℃下的疲劳寿命均高于25℃下的疲劳寿命,100℃下疲劳破坏后胶料的交联密度增高,而25℃下疲劳破坏后则降低;100℃下以工艺正硫化时间(t_(90))制备的胶料疲劳寿命高,填充大粒径炭黑有利于延缓胶料的初始破坏,25℃下以理论正硫化时间(t_(100))制备的胶料疲劳寿命高,填充小粒径炭黑有利于延缓胶料的初始破坏。     

环保增塑剂在乳聚丁苯橡胶中的应用

研究增塑剂种类和用量以及炭黑种类对乳聚丁苯橡胶(ESBR)性能的影响.结果表明:随着增塑剂用量的增大,硫化胶的物理性能均下降;在相同增塑剂用量下,与加入芳烃油的硫化胶相比,加入环烷油或环保芳烃油(TDAE)的硫化胶的压缩疲劳温升较小.随着应变和增塑剂用量的增大,胶料的Payne效应减弱;在相同增塑剂用量下,加入芳烃油的胶料Payne效应最强.在相同粒径炭黑胶料中,加入TDAE的胶料拉伸强度与撕裂强度最大,压缩疲劳温升最小;加入芳烃油与炭黑N220、N330的胶料Payne效应较强.     

炭黑和白炭黑对全钢载重子午线轮胎胎面胶生热和动态力学性能的影响

在全钢载重子午线轮胎胎面胶中加入不同用量炭黑N234,并将白炭黑与炭黑并用,考察炭黑用量和添加白炭黑对胶料性能的影响。结果表明:随着炭黑N234用量增大,不添加白炭黑的胶料Fmax和门尼粘度增大,门尼焦烧时间呈缩短趋势;密度、硬度和定伸应力提高,拉伸强度和回弹值降低,撕裂强度先提高后降低,耐磨性能提高,生热增大,炭黑用量不宜过大;在填料用量相当的条件下,添加白炭黑的胶料门尼粘度较小,门尼焦烧时间较短,撕裂强度和耐磨性能显著提高,生热明显降低;随着炭黑用量增大,不添加白炭黑的胶料弹性模量和损耗因子总体提高;总体来看,添加45份炭黑N234和10份白炭黑的胎面胶滞后损失和生热较低。     

炭黑N339在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

研究炭黑N339在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明：与加入52份炭黑N220的胶料相比,采用炭黑N339替代50%或全部替代炭黑N220的胶料的硫化速率增大,硫化胶的硬度和300%定伸应力增大,压缩生热分别减小3.8和4.5 ℃,耐磨性能提高;当炭黑N339和炭黑N220用量比为1/1时,硫化胶的滚动阻力低、动态生热小,成品轮胎的耐久性能优异,高速性能相当。     

白炭黑及溶聚丁苯橡胶在轿车轮胎胎体胶中的应用

研究白炭黑替代炭黑、溶聚丁苯橡胶(SSBR)替代乳聚丁苯橡胶(ESBR)在轿车轮胎胎体胶中的应用。结果表明:用白炭黑替代炭黑,胶料的门尼粘度增大,焦烧时间和正硫化时间延长,硫化速率减慢;用SSBR替代ESBR,炭黑体系胶料与白炭黑体系胶料的硫化特性变化完全不同,SSBR更适用于白炭黑体系;用白炭黑替代炭黑,胶料的强伸性能、抗撕裂性能和耐疲劳性能显著提高,生热明显降低,SSBR/白炭黑胶料综合性能优于ESBR/白炭黑胶料;用白炭黑替代炭黑,胶料老化前后的H抽出力差异不大,但是抽出帘线表面附胶量明显不同。     

炭黑分散剂HT-5在轮胎胎面胶中的应用

研究炭黑分散剂HT-5在轮胎胎面胶中的应用。结果表明:在胎面胶中加入炭黑分散剂HT-5,胶料的门尼粘度减小,焦烧时间和正硫化时间延长;硫化胶的硬度、300%定伸应力和回弹值增大,压缩生热降低,耐疲劳性能和炭黑分散性提高;当炭黑分散剂HT-5用量为2.5份时,胶料的综合性能和炭黑分散效果最佳。     

淀粉/炭黑/丁苯橡胶复合材料的抗疲劳性能

采用乳液共混法,用少量淀粉等量替代炭黑,制备淀粉/炭黑/丁苯橡胶(SBR)复合材料,研究了淀粉用量对复合材料抗疲劳性能的影响。结果表明,当丁苯胶乳为100份、炭黑与淀粉的总量为50份时,淀粉最佳替代量为5～8份,在此条件下复合材料的抗疲劳性能大幅度提高;淀粉/炭黑/SBR复合材料的抗疲劳性能与硫化胶的抗切割性能、裤形撕裂强度以及损耗因子有一定的相关性。     

碳纳米管在氟橡胶旋转油封胶料中的应用

研究碳纳米管(CNTs)对氟橡胶旋转油封胶料及成品性能的影响。结果表明:随着CNTs用量增大,胶料的硫化速率减小,流动性降低,混炼能耗变化不大,硫化胶的100%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增大,老化后强伸性能提高、压缩永久变形增大,耐油性能和低频率、小应变下的生热变化不大;添加3份CNTs的成品油封使用寿命延长,性价比较高。     

顺丁橡胶和白炭黑对炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响

试验研究顺丁橡胶(BR)和白炭黑对炭黑/天然橡胶(NR)复合材料性能的影响。结果表明:与炭黑/NR复合材料相比,炭黑/NR/BR胶料的焦烧时间略有缩短,交联程度增大,硫化胶的300%定伸应力增大,压缩生热降低,抗切割性能下降,耐磨性能提高,滚动阻力减小;炭黑/白炭黑/NR胶料的交联程度减小,硫化胶的拉断伸长率和撕裂强度明显增大,压缩生热略有升高,抗切割性能和耐磨性能提高,滚动阻力增大(须通过加入偶联剂予以改善)。     

橡胶界面的疲劳剥离

为测试橡胶-橡胶界面在周期负荷下的破坏性,开发了这种疲劳剥离试验。将该方法所得结果与典型疲劳裂纹增长试验结果进行了比较。结果表明:这两种疲劳模式的变化趋势相同,在相同裂纹增长速率下,促使裂纹增长的剥离速度比应变能释放速率稍高。利用该试验计算了丁苯橡胶胶料的疲劳裂纹增长周期和时间依赖性。尽管周期影响的原因仍不确定,但所得结果与先前的研究相一致。还研究了硫化期间界面应力的影响,发现疲劳剥离性能与硫化过程中形成的接触面积成正比。     

工程轮胎胎面胶用黏土/炭黑/天然橡胶纳米复合材料的性能

在工程轮胎胎面胶配方中,用黏土替代部分高耐磨炭黑,利用机械共混工艺制备了黏土/炭黑/天然橡胶(NR)纳米复合材料,研究了复合材料的综合性能.结果表明,黏土的加入不会对胶料的硫化特性产生太大影响;少量黏土的加入增强了混炼胶的填料网络作用,改善了炭黑/NR硫化胶的物理机械性能,耐磨性能提高了15%～30%,降低了滚动阻力,提高了耐屈挠疲劳破坏性能,当黏土填充量为4份时,复合材料的综合性能最优.     

炭黑/黏土/丁苯橡胶纳米复合材料的性能

研究了用1份(质量,下同)或2份黏土替代5份或10份炭黑对炭黑/黏土/丁苯橡胶纳米复合材料性能的影响。结果表明,用少量黏土非等量替代炭黑后,复合材料的物理机械性能变化不大;复合材料的耐磨性能随炭黑用量的减少而降低,耐屈挠疲劳性能随黏土用量增加而提高。当炭黑与黏土的填充量分别为45份和2份时,复合材料的物理机械性能和动态生热与填充50份炭黑时相当。     

华光炭黑填充丁苯橡胶纳米复合材料的结构与性能

研究华光炭黑用量对丁苯橡胶(SBR)复合材料性能的影响,并与炭黑N330进行对比。结果表明:与炭黑N330相比,华光炭黑具有中空结构、较大的比表面积和较高的结构性;相同用量华光炭黑填充SBR胶料的门尼粘度和拉伸强度较大,导电性能和导热性能较好。随着炭黑用量的增大,两种复合材料的物理性能、导电性能和导热性能均提高。当华光炭黑用量为15份时,华光炭黑/SBR复合材料已成为导电材料。     

白炭黑/炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

研究了白炭黑分别与3种不同牌号的炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)复合材料硫化特性、力学性能、压缩生热、耐切割性能、耐磨性能、抗湿滑性能以及动态力学性能等的影响。结果表明,白炭黑与炭黑并用后,胶料的焦烧时间缩短,填料网络结构增强,生热和滚动阻力升高,力学性能提高,玻璃化转变温度降低,耐切割性能和抗湿滑性能下降;随着并用炭黑粒径的增大,胶料的焦烧时间缩短,生热和滚动阻力降低,耐磨性能和抗湿滑性能下降。     

氟橡胶/碳纳米管复合材料的拉伸应力-应变行为

以氟橡胶/炭黑复合材料作对比研究了氟橡胶/碳纳米管复合材料的拉伸应力-应变、拉伸应力弛豫和拉伸应力软化行为。结果表明,碳纳米管对氟橡胶有良好的增强效果,相同用量碳纳米管的增强效果要高于炭黑,低应变时碳纳米管的增强效果更明显;与氟橡胶/炭黑复合材料相比,氟橡胶/碳纳米管复合材料的应力弛豫现象更为明显,应力弛豫速率更快;随着碳纳米管和炭黑用量的增加,复合材料的应力软化效应增大,氟橡胶/碳纳米管复合材料的应力软化效应明显高于氟橡胶/炭黑复合材料。     

丁苯橡胶/轮胎再生橡胶用量比对农业轮胎胎面胶性能的影响

研究丁苯橡胶(SBR)/轮胎再生橡胶(TRR)用量比对农业轮胎胎面胶性能的影响。结果表明:SBR和TRR总用量为80份或SBR用量为50份时,随着TRR用量增大,混炼胶的硫化速率增大,硫化胶的耐臭氧老化性能提高;SBR/TRR用量比为30/50,20/60和10/70时,炭黑在胶料中的分散性较好;SBR/TRR用量比为10/70时,硫化胶的压缩生热较低;SBR/TRR用量比为10/70和50/0时,硫化胶的耐热氧老化性能较好;SBR/TRR用量比为10/70时,胶料的综合性能较好。     

ESBR硫化胶交联结构及动态粘弹性在拉伸疲劳过程中的变化

研究炭黑和白炭黑填充乳聚丁苯橡胶硫化胶拉伸疲劳过程中交联结构和动态粘弹性的变化。结果表明,炭黑填充胶料的拉伸性能在拉伸疲劳次数低于50万次时下降明显,而白炭黑填充胶料在50万～100万次之间下降幅度较大;随着拉伸疲劳次数的增加,两种胶料的交联密度均减小;拉伸疲劳次数达到200万次时,炭黑填充胶料的tanδ峰宽明显增大,而白炭黑填充胶料在拉伸疲劳次数50万次以上tanδ峰就明显增高、增宽;炭黑填充胶料疲劳后高弹态的tanδ变化不大,而白炭黑填充胶料tanδ显著增大;白炭黑填充胶料的Payne效应较炭黑填充胶料大,且拉伸疲劳后Payne效应明显减小。