白炭黑包覆副产炭黑复合材料的制备及性能研究

为了改善天然气制乙炔副产炭黑（简称副产炭黑）的表面性能,实现其资源化利用,在副产炭黑的表面原位复合白炭黑制得白炭黑包覆副产炭黑复合材料（简称复合材料）。采用热重分析、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射等手段对材料的性能进行表征,并研究其对丁苯橡胶的补强效果。结果表明：采用原位复合方式制备的复合材料呈规整的球形,聚集程度降低,分散性提高,粒径明显增大;吸油值较副产炭黑提高153%;与水的接触角降至38.29°,亲水性大幅提高;在副产炭黑与白炭黑复合过程中产生了结晶度较低的微晶炭;复合材料对丁苯橡胶的补强效果较副产炭黑明显提升,胶料的300%和500%定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率均提高,其中拉伸强度提高约60%。     

原位改性法由氟硅酸废水制备纳米沉淀白炭黑

以氟硅酸废水和氢氧化铝为原料通过化学沉淀法制备了沉淀白炭黑,并在制备过程中加入表面改性剂正丁醇对白炭黑进行原位改性。研究了正丁醇添加量对白炭黑分散性和吸油值的影响。结果表明：当改性剂的添加量为3%时,平均粒径（D 0.5）从32.3 μm减小至830 nm,比表面积（BET值）从75 m2/g增加到134 m2/g,吸油值（DBP值）从2.2 mL/g增加到3.25 mL/g。改性后的白炭黑颗粒间的斥力作用增大,团聚现象大大改善,分散更加稳定。     

碳纳米管/白炭黑/炭黑补强溶聚丁苯橡胶纳米复合材料导电性能的研究

研究碳纳米管(CNTs)/白炭黑/炭黑补强溶聚丁苯橡胶(SSBR)纳米复合材料的导电性能。结果表明,当白炭黑用量小于50份时,白炭黑的阻隔效应占主导,CNTs/白炭黑补强SSBR纳米复合材料的导电性能较差;当白炭黑用量达到70份时,白炭黑的体积排除效应占主导,复合材料的导电性能较好。炭黑和CNTs的协同作用可提高CNTs/白炭黑/炭黑补强SSBR纳米复合材料的导电性能。偶联剂Si747改性复合材料的导电性能优于未添加偶联剂Si747的复合材料。     

环氧化溶聚丁苯橡胶用作大分子偶联剂改性白炭黑/顺丁橡胶复合材料的性能研究

制备环氧度为15%的环氧化溶聚丁苯橡胶（ESSBR）,以其作为大分子偶联剂对白炭黑/顺丁橡胶（BR）复合材料进行改性,研究白炭黑/ESSBR/BR复合材料的性能,并与偶联剂Si69/白炭黑/溶聚丁苯橡胶（SSBR）/BR复合材料进行对比。结果表明,白炭黑/ESSBR/BR复合材料的白炭黑分散性、拉伸性能、抗湿滑性能和耐磨性能均有不同程度的提高,滚动阻力降低,且无挥发性有机化合物的排放,该复合材料可用于轮胎胎面胶。     

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。     

白炭黑/炭黑/SBR复合材料的结构和抗静电性研究

采用高温共混技术制备白炭黑/炭黑/溶聚丁苯橡胶(SSBR)和白炭黑/炭黑/乳聚丁苯橡胶(ESBR)复合材料,并分别对其结构和性能进行研究.结果表明,在填充剂总量不变的前提下,随着白炭黑用量的增大,白炭黑/炭黑/SSBR和白炭黑/炭黑/ESBR复合材料物理性能呈现加和效应的特点,动态性能提高,表面电阻和体积电阻率增大;白炭黑/炭黑/SSBR复合材料物理性能与白炭黑/炭黑/ESBR复合材料差别较小,但前者动态性能较好;添加导电炭黑使复合材料抗静电性提高、物理性能下降;当白炭黑/炭黑并用比为35/35、导电炭黑用量不大于5份时,白炭黑/炭黑/SSBR复合材料的综合性能较好.     

用溶胶—凝胶法对天然橡胶生胶进行原位白炭黑填充

现代社会中,有机/无机复合材料是非常有用且应用十分广泛的一类材料。在众多有机/无机复合材料制品中,橡胶产品（例如轮胎）就是一种典型的高性能、多功能复合材料制品。一般情况下是通过在橡胶中混入无机填料对橡胶制品进行补强。众所周知,尽管炭黑使橡胶产品成为黑色,但它仍然是橡胶复合材料最有效的补强填充剂。白炭黑也是橡胶工业中所使用的一种重要的补强填充剂。白炭黑能赋与硫化胶撕裂强度高、耐磨性好和生热小等一系列优点。但与同粒径炭黑相比,白炭黑的补强效果相对要差一些。为了克服这一缺陷,在对硫化胶进行补强时,与白炭黑一还起使用了硅烷偶联剂。     

不同种类低共熔溶剂对白炭黑填充丁苯橡胶物理机械性能的影响

以低共熔溶剂（DES）为白炭黑的改性剂,通过与双[3-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物（TESPT）并用进行原位反应改善白炭黑在丁苯橡胶中的分散性,研究了不同种类DES对白炭黑/丁苯橡胶复合材料硫化特性、加工性能、物理机械性能和微观形貌的影响。结果表明,氯化胆碱/尿素与TESPT并用可以明显改善白炭黑在丁苯橡胶中的分散性,使Payne效应减弱,并提升白炭黑/丁苯橡胶硫化胶的力学性能和压缩疲劳性能;氯化胆碱/乙二酸与TESPT并用对提高白炭黑与丁苯橡胶界面结合力效果显著,所得白炭黑/丁苯橡胶复合材料的耐磨性能优异;而当DES用量较大时改性效果不佳。     

炭黑/白炭黑并用对溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了白炭黑/炭黑并用体系对溶聚丁苯橡胶（SSBR）加工性能、力学性能和动态力学性能的影响,并对填料分散性进行了研究。结果表明,白炭黑和炭黑并用时可提高补强效果,白炭黑/炭黑并用比为30/20时的硫化胶综合力学性能最佳;TEM观察结果表明,填料与SSBR基体的临界界面模糊,填料分散较为均匀,填料网络化程度降低。     

β-巯基丙酸固相原位加工改性溶聚丁苯橡胶及其白炭黑复合材料的制备工艺

对加工过程中β-巯基丙酸固相原位接枝溶聚丁苯橡胶及其白炭黑复合材料的制备工艺进行了研究,明确了改性的工艺条件,并通过差式扫描量热仪和核磁共振氢谱验证了固相原位接枝的可行性。结果表明,在β-巯基丙酸用量0.2～1.2份（质量）、反应温度100 ℃、反应时间3 min的条件下,采用优化的原位加工改性工艺制备的溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料,橡胶基质与白炭黑的相互作用增强,动态力学性能得到明显改善,滚动阻力降低了23.4%,抗湿滑性能提高了23.8%。     

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。     

专利介绍

矿山用巨型工程机械子午线轮胎胎面橡胶组合物 本发明涉及一种矿山用巨型工程机械子午线轮胎胎面橡胶组合物。该橡胶组合物有利于改善轮胎的抗割裂、抗掉块性能。该橡胶组合物配方为：天然橡胶或者含有天然橡胶和丁苯橡胶的并用体系,100;补强炭黑和高分散性白炭黑并用体系,（15～60）/（8～25）//或者补强炭黑和高分散性白炭黑并用体系,（20～65）/（10～20）;     

SSBR和ESBR胎面胶性能研究

研究炭黑或白炭黑补强溶聚丁苯橡胶(SSBR)和乳聚丁苯橡胶(ESBR)胎面胶的性能.结果表明,SSBR与白炭黑的界面作用强于ESBR;当采用白炭黑补强时,SSBR硫化胶的物理性能优于ESBR,而采用炭黑补强时,SSBR硫化胶的物理性能无明显优势;与炭黑补强SBR硫化胶相比,白炭黑补强SBR硫化胶的抗湿滑性能较好,滚动阻力较低,但耐磨性能较差,其中白炭黑补强SSBR硫化胶的抗湿滑性能最突出.     

改性大豆分离蛋白对顺丁橡胶/丁苯橡胶复合材料性能的影响

将糊化改性的大豆分离蛋白( SPI)等量替代炭黑填充至顺丁橡胶/丁苯橡胶中,研究了改性SPI的粒径和热性能,考察了改性SPI用量对橡胶复合材料物理机械性能、热性能、压缩生热性能的影响,并与白炭黑和轻质碳酸钙填充复合材料进行了对比.结果表明,改性SPI的中位径由原来的115.25 μm减小至37.63 μm,比表面积由原...     

纳米氧化锌/EPDM复合材料的性能研究

试验研究纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能,并与炭黑和白炭黑补强的EPDM胶料进行对比.结果表明,纳米氧化锌的导热性能明显优于炭黑和白炭黑等传统补强填料,其对EPDM具有较好的补强作用,纳米氧化锌/EPDM复合材料的生热较低;采用偶联剂Si69对纳米氧化锌进行原位改性可以改善纳米氧化锌粒子与EPDM间的界面作用,提高其分散性,从而显著提高复合材料的物理性能,降低生热;改性纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能良好,可用于动态工况下使用的橡胶制品.     

重油造气副产炭黑的生成条件对其性质的影响

一、现状重油裂化造气过程中所副产的炭黑,简称副产炭黑,过去一直作为废物排放。近年来,重油萃取工艺由盛而衰,大多数油头厂开始对这部份炭黑进行综合应用研究。目前,主要用于橡胶加工业,但与专业炭黑厂生产的传统商品炭黑相比,副产炭黑普遍存在粒径分布范围广,表面粗糙,二次结构发达等特点,不同油头厂的副产炭黑性质差别也很大。用作橡胶填充炭黑时均表现出补强性差等缺点,因而使其在橡胶中的应用受到限制。表1为副产炭黑在橡胶中补强性能表。     

白炭黑和白炭黑/炭黑并用补强末端基改性溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶的性能研究

研究白炭黑和白炭黑/炭黑并用补强单、双末端基改性溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶的性能。结果表明:SSBR末端基改性,尤其是双末端基改性,能够显著提高SSBR与白炭黑的相容性,从而提高SSBR/BR并用胶的综合物理性能和动态力学性能;SSBR的末端基改性效果在白炭黑/炭黑并用时不能有效发挥,白炭黑/炭黑并用补强末端基改性SSBR/BR并用胶的综合物理性能和动态力学性能均逊于白炭黑补强末端基改性SSBR/BR并用胶。     

氢化丁腈橡胶/丁腈橡胶耐热密封复合材料的性能研究

研究炭黑、白炭黑、碳酸钙和陶土对氢化丁腈橡胶（HNBR）/丁腈橡胶（NBR）耐热密封复合材料的硫化特性、物理性能、耐热空气老化性能和耐油性能的影响。结果表明：白炭黑补强并用胶的耐热空气老化性能和耐油性能较好,但压缩永久变形大;陶土和碳酸钙补强并用胶的各项性能均较差;炭黑N220补强并用胶的物理性能较好,压缩永久变形小,更适合作为制备HNBR/NBR耐热密封材料的补强填料;炭黑N220和N330在并用胶中分散均匀,而炭黑N770分散不均匀,粒子聚集体较多。     

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。     

天然气制乙炔副产炭黑在天然橡胶中的应用研究

采用两种方式制备天然气制乙炔副产炭黑并进行性能表征,并将两种副产炭黑与炭黑N660分别添加到天然橡胶(NR)中,考察其对NR胶料性能的影响。研究表明:未压滤副产炭黑的比表面积和结构均大于压滤副产炭黑,但与炭黑N660相比仍有差距;炭黑N660和未压滤副产炭黑胶料的门尼粘度较高且相近,压滤副产炭黑胶料的门尼粘度最低;炭黑N660胶料的邵尔A型硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度最高,未压滤副产炭黑胶料其次,压滤副产炭黑胶料最低;压滤副产炭黑胶料的耐磨性能最差,压缩疲劳温升最高;两种副产炭黑对胶料均具有一定的补强作用,但与炭黑N660相比仍有一定差距;未压滤副产炭黑胶料的分散性能和动态力学性能优于压滤副产炭黑胶料。