链中改性溶聚丁苯橡胶对白炭黑分散性影响的实验研究和分子模拟

通过接枝改性的方法制备不同改性剂3-巯基丙酸质量分数的溶聚丁苯橡胶(M-SSBR),研究其对白炭黑分散性的影响。试验结果表明:随着改性剂质量分数增大,M-SSBR中白炭黑的分散性提高;与未改性M-SSBR相比,改性M-SSBR的抗湿滑性能提高,滚动阻力降低。分子模拟研究表明:改性剂质量分数为0.142时,M-SSBR中白炭黑的分散性最好;氢键、3-巯基丙酸空间位阻和橡胶-橡胶分子链之间相互作用力的共同作用导致改性剂质量分数存在最佳值使白炭黑具有较好的分散性。     

原位接枝改性白炭黑补强天然橡胶的性能研究

以天然橡胶为母胶,双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si-69)为改性剂,制备了天然橡胶/原位接枝改性白炭黑。利用红外光谱、橡胶综合加工分析仪、扫描电镜等手段综合分析了白炭黑改性前后对橡胶的补强性能的影响。结果表明,白炭黑经原位接枝改性后,在橡胶基体中的分散性和与橡胶基体的相容性均有改善,胶料加工安全性和硫化效率均有提升,橡胶综合物理机械性能提升明显。     

改性白炭黑补强NR/TPI的性能研究

本文选用双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si-69)为改性剂,利用球磨法制备了接枝改性白炭黑。利用热失重法(TG)分析了改性剂用量和改性时间等因素对接枝率的影响。将改性白炭黑用于天然橡胶(NR)/ 反式聚异戊二烯(TPI)的补强中,比较了未改性白炭黑和改性白炭黑对胶料的硫化性能、物理机械性能和动态性能等的影响。结果表明,在0~12份范围内,改性剂用量越大,白炭黑接枝率越高,但综合物理机械性能最佳值则出现在改性剂用量为10份时。在15~45 min范围内,改性时间对白炭黑接枝率影响不明显,但当改性时间为45 min时,综合物理机械性能最佳。白炭黑经接枝改性后改善了其在橡胶基体中的分散性和与橡胶基体的相容性,添加改性白炭黑胶料的抗湿滑性能、滚动阻力和动态生热性能均有改善。     

偶联剂Si69改性白炭黑补强天然橡胶/反式聚异戊二烯并用胶的性能研究

利用球磨法制备偶联剂Si69接枝改性白炭黑,研究偶联剂Si69用量和改性时间对白炭黑接枝率及其补强天然橡胶/反式聚异戊二烯并用胶性能的影响。结果表明:随着偶联剂Si69用量增大,白炭黑接枝率提高,当偶联剂Si69用量为10份时,并用胶的物理性能较好;改性时间对白炭黑接枝率影响不大,当改性时间为45 min时,并用胶的物理性能较好;经偶联剂Si69改性后,白炭黑在橡胶基体中的分散性及其与橡胶基体的相容性得到改善,其补强并用胶的抗湿滑性能、滚动阻力和动态生热均有所改善。     

氯丁橡胶/丙烯酸酯橡胶共混研究

丙烯酸酯橡胶(ACM)的耐热老化性能和耐油性能较好,但力学性能较差。而氯丁橡胶(CR)的力学性能较高,耐温性能较差。两种橡胶并用可使力学性能和热老化性能有显著的提高。采用丙烯酸酯橡胶(ACM)和氯丁橡胶(CR)共混改性,通过偏光显微镜(×400)对共混物中两种橡胶的分散情况进行了分析。研究了CR/ACM共混物质量比、混炼和硫化工艺对共混物性能的影响,结果表明:当CR/ACM并用比在75/25时,采用过氧化二异丙苯、氧化锌、硫磺共硫化体系,白炭黑在混炼时分两次加入,硫化条件为165℃×10 MPa×30 min时,获得的CR/ACM共混物具有优异的力学性能和热老化性能。     

碳化淀粉包覆改性白炭黑/乳聚丁苯橡胶复合材料的性能

用淀粉糊对白炭黑进行改性得到碳化淀粉包覆改性白炭黑,将其填充乳聚丁苯橡胶(SBR),制得改性白炭黑/SBR复合材料,考察了淀粉含量对SBR混炼胶硫化特性、白炭黑在橡胶中的分散性及复合材料物理机械性能、耐磨性能、抗湿滑性、滚动阻力的影响。结果表明,随着淀粉含量的增加,SBR混炼胶的加工性能提高,白炭黑在橡胶中的分散性能得到改善,耐磨性能下降,抗湿滑性能基本不变; 当淀粉质量分数为5.0%时,改性白炭黑/SBR复合材料的物理机械性能最佳; 当淀粉质量分数为10.0%时,复合材料在应变小于10%时的滚动阻力高于未改性白炭黑/SBR复合材料。     

改性白炭黑-橡胶相互作用和非线性粘弹性研究

选用Si-69利用原位接枝法对白炭黑进行了表面改性并用于天然橡胶的补强,重点考察了不同填料用量下改性白炭黑-天然橡胶的相互作用和非线性粘弹性。结果表明,与未改性白炭黑相比,添加改性白炭黑的胶料结合胶量上升,填料-橡胶相互作用增强,填料在橡胶基体中的分散性更好。胶料应变软化和Payne效应随填料用量的上升而增强。当填料用量小于26份时,天然橡胶/改性白炭黑的应变软化大于天然橡胶/白炭黑的。超过26份后,情况反转。     

改性白炭黑/氧化石墨烯协同补强天然橡胶的研究

将硅烷偶联剂KH-550改性以及硅烷偶联剂KH-550和K-MEPTS共同改性的白炭黑与氧化石墨烯(GO)复配补强天然橡胶(NR),研究填料与橡胶基体的界面结合方式对胶料性能的影响。结果表明:由硅烷偶联剂KH-550和K-MEPTS共同改性的白炭黑与GO静电组装制得的改性白炭黑-2/GO填充NR得到的胶料具有低的Panye效应和高的结合胶含量,这表明改性白炭黑-2/GO在橡胶基体中的分散性好且与橡胶基体通过共价连接结合紧密;改性白炭黑-2/GO/NR硫化胶滞后损失小,具有低的压缩疲劳温升和高的拉伸强度。     

疏水性白炭黑的制备及在丁苯橡胶中的应用

以硫酸和水玻璃为原料,采用液相沉淀法制备了白炭黑,然后用硅烷偶联剂KH 570对白炭黑进行湿法改性,再用改性白炭黑增强丁苯橡胶(SBR),研究了改性白炭黑的最佳工艺条件,表征了改性白炭黑的微观结构,并考察了改性白炭黑对SBR加工性能和拉伸性能的影响。结果表明,在反应温度为85℃、反应液pH值为4.5、KH 570质量分数为2.0%的条件下,可制得无定型非晶体结构、分散性较好的疏水性白炭黑,其吸油值和亲油化度可分别达到2.25 mL/g、10.12%;KH 570改性白炭黑可改善SBR的加工性能和拉伸性能,KH 570的最佳质量分数为2.0%。     

离子液体与白炭黑的相互作用及其对天然橡胶性能的影响

采用离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMI)改性白炭黑,用傅里叶变换红外光谱和固体核磁共振研究了AMI与白炭黑的相互作用,研究了离子液体用量对改性白炭黑填充天然橡胶(NR)的硫化特性、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,AMI与白炭黑表面之间具有氢键作用,能够明显提高白炭黑在NR中的分散性。AMI能改变白炭黑填充胶料的硫化速率,AMI用量越多,NR胶料的硫化速率越大。随着AMI用量的增加,改性白炭黑填充NR硫化胶的拉伸性能和撕裂性能提高,当AMI用量为1.0份时,NR硫化胶的拉伸强度达到最大值23.95 MPa; 当AMI为2.0份时,NR硫化胶的撕裂强度达到最大值71.47 k N/m,与填充未改性白炭黑的NR硫化胶相比,分别提高了102.28%和41.83%。随着AMI用量的增加,NR硫化胶的玻璃化转变温度下降。     

“胶乳共混法”制备天然橡胶／二氧化硅纳米复合材料及其性能

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）改性纳米二氧化硅（SiO2）,然后通过乳液聚合接枝上聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,再将其与甲基丙烯酸甲酯（MMA）改性的天然胶乳,通过胶乳共混法制备天然橡胶／二氧化硅纳米复合材料,结果显示,纳米二氧化硅表面接枝上了PMMA,二氧化硅在橡胶基体中分散良好,粒径在60～100nm之间,得到的胶膜力学性能有很大的提高。     

Acrylonitrile–butadiene rubber functionalization for the toughening modification of recycled poly(ethylene terephthalate)

The incorporation of functionalized acrylonitrile–butadiene rubber (NBR) into recycled poly(ethylene terephthalate) (PET) was introduced as an effective route for modifying the properties of PET and as a new method for PET recycling as well. To achieve modified NBR, glycidyl methacrylate (GMA) was grafted onto NBR with optimized reactive mixing, in which the highest grafting degree and lowest gel content were generated. PET/NBR blends with and without GMA functionalization were produced by melt mixing, and the mechanical properties, dynamic mechanical thermal properties, and phase morphologies of the systems were determined and compared. We found that low amounts of peroxide initiator (dicumyl peroxide) and high levels of the GMA monomer in the presence of the styrene comonomer led to the maximum grafting degree and suppressed the competing rubber crosslinking and GMA homopolymerization reactions. The blend compatibility with PET determined from dynamic mechanical thermal analysis spectra and scanning electron microscopy images was greatly improved when the NBR‐grafted GMA was used instead of the neat NBR in the blend recipes. As a result, the rubber phase dispersed in the PET matrix more finely, and the impact strength of the blend advanced very significantly. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40483.     

改性剂种类对白炭黑补强阻尼硅橡胶性能的影响

以阻尼硅橡胶母胶、气相法白炭黑、改性剂为原料,制成了热硫化阻尼硅橡胶。研究了羟基硅油、六甲基环三硅氮烷、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH 550)、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KH 560)及其并用对阻尼硅橡胶硫化性能、分散性能、力学性能和黏弹性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂类改性剂能显著加快混炼胶的硫化速度、缩短硫化时间;羟基硅油、六甲基环三硅氮烷和KH 560作改性剂时白炭黑的分散效果良好,而采用A 151作改性剂时白炭黑填料网络的Payne效应较明显,但在宽温域(-120~100℃)范围内具有温度稳定性;不同改性剂并用对改善白炭黑分散性没有明显的协同作用;改性剂种类对硫化胶的力学性能影响不大;六甲基环三硅氮烷与KH 560并用时,硅橡胶的阻尼性能最高。     

Grafting hydroxy‐terminated polybutadiene onto nanosilica surface for styrene butadiene rubber compounds

Hydroxy teminated polybutadiene (HTPB) was grafted onto the surface of nanosilica particles via toluene di‐isocyanate (TDI) bridging to reduce filler–filler interactions and improve dispersion of nanosilica in rubber. Also, this prepolymer as modifier contains double bonds which participate in sulfur curing of styrene butadiene rubber (SBR) matrix to enhance filler/polymer interaction and reinforcement effects of silica. The reactions were characterized by titration and Fourier transforms infrared spectroscopy. Thermogravimetric analysis was utilized to evaluate the weight percentage of grafted TDI and HTPB. About 60% of the hydroxyl sites of silica were reacted with excess TDI in the first reaction. In the second reaction, HTPB as desired reactive coating was grafted on the functionalized nanosilica to constitute about 24 wt % of the final modified silica. The sedimentation experiments showed good suspension stability for the modified nanosilica in the organic media. Scanning electron microscopy revealed nanoscale dispersion of modified silica aggregates in the SBR matrix at concentration of about 14 phr. Also, vulcanization characteristics and mechanical properties of compounds demonstrated that HTPB grafting improved dispersion of nanosilica as well as its interaction to the rubber matrix as an efficient reinforcement. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

三元乙丙橡胶增韧PET/PC共混物的研究

采用三元乙丙橡胶（EPDM）及甲基丙烯酸环氧丙酯接枝三元乙丙橡（EPDM-g-GMA）作为PET/PC共混物的改性剂,并对共混体系的力学性能、相容性和断裂机理进行研究。力学性能测试结果表明EPDM-g-GMA质量分数为15%～20%时,共混体系实现了脆韧转变,当加到25%时冲击强度最高可达860 J/m,实现超韧;当PET/PC组成比为48/32时,PET/PC相容性最好,共混体系力学性能最佳。EPDM-g-GMA中环氧官能团与PET的端羧基、羟基发生反应使共混体系相容性提高。SEM结果显示共混物的增韧机理是基体的剪切屈服。     

改性纳米二氧化硅的制备及其在溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶中的应用

摘要：以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为修饰剂,采用液相原位表面修饰技术,制备了可分散性纳米二氧化硅,并将这种改性后的纳米二氧化硅应用到溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶体系,对其进行力学性能、磨耗性能、流变性能测试,考察了修饰剂的不同用量对复合材料上述性能的影响。傅里叶红外光谱表明,KH570已经成功通过化学键键合在二氧化硅表面,扫描电镜显示其团聚减弱,分散性提高。橡胶纳米复合材料的力学性能有所改善,在修饰量为25-50mmol/kg时性能最佳;耐磨性能明显提高,尤其是修饰量为50mmol/kg时,磨耗体积最少,降低了33.85%;明显降低了Payne效应,减弱了二氧化硅的团聚,提高了其在橡胶基体中的分散性。     

Surface modification of UHMWPE fibers by ozone treatment and UV grafting for adhesion improvement

In this study, the surface of ultra-high-molecular-weight-polyethylene (UHMWPE) fibers was modified by ozone pretreatment, followed by ultraviolet (UV) grafting, to enhance the interfacial properties of UHMWPE fibers/rubber composites. The fibers were first pretreated by ozone to introduce oxygen-functional groups. The graft polymerization of glycidyl methacrylate (GMA) onto the ozone-treated fibers was implemented by UV irradiation. The effects of time and GMA concentration on the grafting efficiency were investigated. The modified fibers were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectrometry (EDS). The XPS and FTIR results revealed that GMA was successfully grafted onto the fibers with epoxy groups. SEM images confirmed that a continuous layer of poly-(GMA) (PGMA) was grafted onto the fibers. The interfacial adhesion force of UHMWPE fibers with rubber matrix was characterized by H pullout testing, which showed that the maximum force the fibers/rubber composites increased by 79% over that of the untreated fibers.     

硫酸钙晶须改性聚乙烯/聚酰胺6复合材料的热性能与力学性能研究

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）对硫酸钙晶须（CSW）进行化学改性制备GMA接枝的CSW （G⁃CSW）,通过红外光谱分析仪（FTIR）和热失重分析仪（TG）对G⁃CSW的化学结构和GMA负载量进行表征;将改性前后的硫酸钙晶须和高密度聚乙烯（PE⁃HD）和聚酰胺6（PA6）熔融共混以制备PE⁃HD/PA6/CSW复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）、TG和万能试验机对复合材料进行分析。结果显示,具有桥接结构的PE⁃HD/PA6/G⁃CSW复合材料有更好的结晶性能、热稳定性和力学性能;由于CSW的长度大于PA6的直径,CSW在复合材料中穿过PA6相并插入PE⁃HD相中,形成桥接结构;G⁃CSW在复合材料结晶过程中有异相成核作用,有助于PA6的结晶过程,提高结晶度。     

环氧官能化ABS增韧PBT树脂的性能研究

采用乳液聚合方法合成了甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)共聚的丙烯腈/丁二烯/苯乙烯核壳粒子ABS-g-GMA,用于不同分子量聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的增韧。红外光谱证明GMA接枝共聚到了ABS粒子上。DMA测试发现PBT与ABS、ABS-g-GMA之间有一定的相容性。SEM表明ABS-g-GMA均匀分散在不同分子量的PBT树脂中。ABS-g-GMA可以实现对PBT树脂的有效增韧,PBT树脂的分子量越大,增韧效率越高,共混物的断裂伸长率越大。     

高岭土填充橡胶共混物的性能及表征

以一种高岭土为增强相,分别填充天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和硅橡胶,制备高岭土/橡胶复合材料,通过力学和热老化性能测试、红外光谱和偏光显微镜测试分析,确定了高岭土在各种橡胶中填充的最佳配比,研究高岭土的用量对橡胶力学性能、热老化性能和相容性上的影响,并与白炭黑填充橡胶进行比较。实验表明,除扯断伸长率外,高岭土/橡胶具有优异的力学和耐热性能,高岭土与橡胶有较好的相容性,且适合刚性橡胶的补强。