高岭土/白炭黑并用填充丁基橡胶复合材料的气体阻隔性能

以改性高岭土(MK)和白炭黑(PS)作为增强剂,采用熔融共混法制备了一系列的丁基橡胶(ⅡR)复合材料,并对其微观结构、力学性能和气体阻隔性能进行了分析测试。结果表明:MK以片层结构,PS以球状结构分散于ⅡR基体中,有效地改善了ⅡR复合材料的力学性能和气体阻隔性能;MK与PS单独填充时,MK/ⅡR的定伸应力低于PS/ⅡR,而拉伸强度和气体阻隔性能则明显高于PS/ⅡR,而且随着MK用量的增加,MK/ⅡR的相对渗透率逐渐降低;MK与PS并用填充时,(MK+PS)/ⅡR的定伸应力接近PS/ⅡR,拉伸强度与MK/ⅡR相差较小,(MK+PS)/ⅡR的气体阻隔性能普遍高于含等量的MK和PS单独填充的ⅡR复合材料,并用填充复合材料具有良好的综合力学性能和气体阻隔性能。     

高岭土杂化填料填充丁苯橡胶复合材料的热稳定及燃烧性能

将改性高岭土(MK)、炭黑(CB)、白炭黑(PS)填充丁苯橡胶制备了一系列橡胶复合材料,分析了高岭土填充份数、填料类型、填料配合对丁苯橡胶热稳定性及阻燃性能的影响。结果表明:高岭土对丁苯橡胶热稳定性能的增强作用显著,与炭黑相当,略优于白炭黑;与炭黑配合填充时,复合材料的热分解高峰得到有效延迟。复合材料的燃烧氧指数随着高岭土填充量的增大而增大,其阻燃作用与白炭黑相当,略逊于炭黑。高岭土与白炭黑配合填充时的氧指数优于两者单独填充。     

表面接枝防老剂的白炭黑在天然橡胶中的应用

为了提高白炭黑与橡胶的相容性,同时防止防老剂的挥发,采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与对氨基二苯胺(PPDA)的反应物对白炭黑进行表面改性,得到表面接枝防老剂的白炭黑。将改性白炭黑应用于天然橡胶(NR)中考察其增强与防老性能,并与炭黑/NR、未改性白炭黑/NR和Si69改性白炭黑/NR复合材料相比较(均添加防老剂4020)。结果表明,改性白炭黑/NR复合材料的焦烧时间延长,硫化时间缩短,白炭黑在橡胶中的分散性提高,同时具备更出色的力学性能。随着表面接枝防老剂含量的增加,改性白炭黑/NR复合材料的拉伸强度和撕裂强度比未改性白炭黑和Si69改性白炭黑/NR均有大幅提高。当接枝的PPDA含量达到5.27%(与白炭黑的质量比)时,其拉伸强度比未改性白炭黑/NR提高了90%,比Si69改性白炭黑/NR提高了73%,并接近炭黑/NR; 其撕裂强度是未改性白炭黑/NR的5倍,Si69改性白炭黑/NR的2.5倍,炭黑/NR的2倍。另外,表面接枝防老剂的白炭黑/NR复合材料具有优异的抗热氧、抗臭氧和湿热老化性能;其抗臭氧老化性能优于添加通用防老剂4020的对比复合材料。     

不同改性白炭黑增强天然橡胶复合材料的性能研究

采用不同硅烷偶联剂(Si69、KH560和NXT)对白炭黑进行改性处理来提高SiO_2/天然橡胶(SiO_2/NR)复合材料的性能。通过力学性能、结合胶含量、硫化性能和扫描电镜检测来分析不同改性白炭黑填充复合材料的影响。结果表明:白炭黑的改性处理改善了复合材料的强度、定伸应力等性能,提高了复合材料的结合胶含量;缩短了复合材料的硫化时间,降低了最小转矩,使混炼胶的流动性提高,减轻了填料网络结构;偶联剂的加入改善白炭黑与橡胶的相容性,使白炭黑分散均匀,从而提高了复合材料的性能。     

离子液体改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

用离子液体1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑(AMI)改性白炭黑(SiO_2),制备改性白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料。采用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜等方法分析了改性前后白炭黑的微观结构,研究了AMI对SiO_2/NR复合材料结构与性能的影响。结果表明,AMI改性白炭黑可明显提高白炭黑的分散性,减小白炭黑在橡胶基体中的实际分布粒径,提高白炭黑与橡胶基体的界面相互作用,增加橡胶复合材料的结合胶含量,提高复合材料的综合力学性能。当AMI用量为2 phr时,白炭黑在橡胶基体中的分散性最好,分布粒径最小,结合胶含量最高,综合力学性能最好。与未改性的SiO_2/NR复合材料相比,AMI-SiO_2/NR复合材料拉伸强度提高了18%,撕裂强度提高了41.4%,300%定伸应力提高了39.2%,100%定伸应力提高了25%。     

离子液体改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

用离子液体1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑(AMI)改性白炭黑(SiO_2),制备改性白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料。采用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜等方法分析了改性前后白炭黑的微观结构,研究了AMI对SiO_2/NR复合材料结构与性能的影响。结果表明,AMI改性白炭黑可明显提高白炭黑的分散性,减小白炭黑在橡胶基体中的实际分布粒径,提高白炭黑与橡胶基体的界面相互作用,增加橡胶复合材料的结合胶含量,提高复合材料的综合力学性能。当AMI用量为2 phr时,白炭黑在橡胶基体中的分散性最好,分布粒径最小,结合胶含量最高,综合力学性能最好。与未改性的SiO_2/NR复合材料相比,AMI-SiO_2/NR复合材料拉伸强度提高了18%,撕裂强度提高了41.4%,300%定伸应力提高了39.2%,100%定伸应力提高了25%。     

白炭黑的功能化改性及其改性橡胶基复合材料的制备与表征

利用沉淀法白炭黑生产工艺,在相同的条件下,选用不同质量分数的羟基羧酸酯作为改性剂进行湿法改性,研究了白炭黑/天然橡胶(NR)复合橡胶的力学性能、动态性能以及动态生热性能。结果表明:制备的白炭黑均为非晶态白炭黑,采用质量分数为6%的羟基羧酸酯改性的白炭黑,其分散性好,颗粒分布均匀,呈近球状,经羟基羧酸酯改性后的白炭黑有效的去除了部分亲水基团,改善了其在NR中的分散性。随着白炭黑用量的增加,分散性变差,损耗因子和动态温升均有所提高,Payne效应增大。当白炭黑用量达到临界值(白炭黑与NR质量比为40∶100)时,白炭黑/NR复合材料表现出较好的性能,改性白炭黑/NR复合材料比未改性白炭黑/NR复合材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率有所提高,而磨耗体积和动态生热则有所下降。动态力学性能测试结果表明,改性白炭黑与天然橡胶的质量比为40∶100时,改性白炭黑/NR复合材料的60℃滚动阻力损耗因子由0.123降到0.104。SEM结果表明,改性白炭黑在橡胶基体中的分散性优于未改性白炭黑,与NR基体界面结合的更加紧密。     

丁苯橡胶/高岭土复合材料的性能及补强机理

将经过有机改性的高岭土填充到丁苯橡胶(SBR)基体中,利用熔融共混法制备了一系列SBR/高岭土复合材料,对填充SBR复合材料的硫化性能、力学性能和微观结构进行了表征分析。结果显示,改性高岭土填料可以明显改善SBR复合材料的硫化加工性能和力学性能,其中M-6改性剂(巯基硅烷偶联剂)的改性效果最好。随着高岭土粒度的降低,SBR复合材料的焦烧时间(t10)和正硫化时间(t90)逐渐缩短,拉伸强度和定伸模量不断提高;随着高岭土填充份数的增加,SBR复合材料的t10和t90逐渐降低,力学性能不断改善,当填充份数为80 phr时,t10和t90达到最小值,而拉伸强度达到19.62 MPa,撕裂强度达到40.63 kN/m,300%定伸应力达到6.73 MPa,相对纯SBR分别增大了11.70倍、3.79倍和6.73倍。通过对丁苯橡胶/高岭土复合材料微观结构的表征分析,高岭土以片状结构均匀分散在橡胶基体中,初步解释了高岭土填料对丁苯橡胶的补强机理。     

高岭土的湿法球磨改性及其填充橡胶复合材料的力学性能

以湿法球磨改性高岭土、炭黑、白炭黑作为原材料,对天然橡胶、丁苯橡胶进行填充,制备了橡胶复合材料,主要考察了浆液浓度、改性剂类型、改性剂用量对高岭土粒度的影响,以及填料用量、填料类型、填料配合对橡胶复合材料力学性能的影响.结果表明:高岭土浆液浓度为20％,KH-Si69用量为2.8％时获得最小粒径的改性高岭土;高岭土填充橡胶与纯橡胶相比,其拉伸强度和撕裂强度有较大提高;高岭土的补强作用明显,跟白炭黑相当,与炭黑仍有一定差距;填料配合填充丁苯橡胶时,高岭土可部分替代炭黑、完全替代白炭黑,有效降低制品的生产成本.     

改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对白炭黑进行表面改性,并制备改性白炭黑/天然橡胶复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电镜、橡胶加工分析仪等测试手段对改性白炭黑及改性SiO_2/NR复合材料的结构与性能进行了表征,并研究其硫化性能及力学性能。结果表明,经FT-IR、TG分析,3种硅烷偶联剂已成功接枝到白炭黑表面;改性SiO_2/NR复合材料相对于未改性SiO_2/NR,焦烧时间变长,正硫化时间缩短,结合胶含量增大;改性SiO_2/NR与未改性SiO_2/NR相比其定伸应力、撕裂强度明显提高,但断裂伸长率有所减小;改性白炭黑在天然橡胶基体中的分散性明显提高,其中Si69-SiO_2在天然橡胶基体中的分散性最好;Si69-SiO_2/NR复合材料的滚动阻力与生热最低;改性后的SiO_2/NR复合材料的拉伸断面粗糙程度增加。     

马来酸酐改性天然橡胶对碳酸钙/天然橡胶复合材料力学行为的影响

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在转矩流变仪中自制马来酸酐(MAH)接枝改性天然橡胶(NR)(MNR),将其作为超细碳酸钙/天然橡胶复合材料(CaCO3/NR)的改性剂,研究了MNR对于CaCO3/NR复合材料的力学性能、应力软化效应以及应力弛豫行为的影响。研究结果表明,MNR改性后CaCO3/NR复合材料较之未改性复合材料拉伸强度、撕裂强度和硬度等力学性能均有所提高,应力软化效应加剧,应力弛豫程度和速度降低,力学行为研究结果证实MNR可有效改善CaCO与NR基体间的界面粘合。     

碳纳米管/天然橡胶复合材料的实验研究-- 碳纳米管用量对复合材料性能的影响

采用机械混合方法制备碳纳米管／天然橡胶复合材料,随着碳纳米管添加量的增加,橡胶材料微观结构的均匀性下降,DSC曲线中结晶熔融峰面积逐渐减小,同时橡胶硫化返原现象减轻,硫化样品的交联度有所降低。碳纳米管在橡胶样品中显示出补强效应,碳纳米管复合材料的回弹、压缩疲劳性能明显优于炭黑补强样品,但其拉伸、撕裂性能水平较低。     

四针状氧化锌晶须/天然橡胶抗菌医用复合材料的制备

将硬脂酸钠改性四针状氧化锌晶须(Sodium stearate-T-ZnOw)超声分散液引入天然胶乳(NRL)基体中,制备了绿色环保的Sodium stearate-T-ZnOw/橡胶(NR)抗菌医用复合材料。系统研究了Sodium stearate-T-ZnOw/NR复合材料的综合力学性能、抗菌性能和热稳定性能。结果表明:当Sodium stearate-T-ZnOw含量达3wt%时,Sodium sterate-T-ZnOw/NR复合材料的综合力学性能,相比纯胶,邵尔A硬度,300%定伸应力,拉伸强度,撕裂强度,断裂伸长率,提高了8.6%、25.4%、20.3%、25.6%、6.4%。此时,复合材料的热稳定性能也达到了最大值,相比纯胶,复合材料的起始热降解温度(T₀)和终止热降解温度(T_f)分别比纯胶的T₀和T_f提高了21.2℃和5.9℃。当Sodiumstearate-T-ZnOw含量超过3wt%时,其能在天然胶乳中充分发挥抑制大肠杆菌、金葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、表皮葡萄球菌生长的能力,它可以进入细菌细胞,导致细胞壁被破坏,细胞内成分泄漏,细胞死亡。      

环保型水切割胶粉对天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用环保型水切割胶粉及力化学改性胶粉（MRP）与天然橡胶（NR）复合制备胶粉-NR复合胶,并探讨了胶粉用量对复合胶力学性能和动态性能的影响。通过红外和热失重分析确定了胶粉的主要成分为NR和丁苯橡胶（SBR）,且改性后胶粉大分子链结构未发生明显变化。通过橡胶加工分析仪研究了胶粉用量及改性对复合胶加工性能的影响。采用炭黑分散仪研究并观察了胶粉在NR中的分散情况。结果表明,胶粉改性后与NR的相容性提高,二者界面结合力增大,MRP-NR复合胶加工性能改善。炭黑分散结果表明,胶粉用量越多,其分散性越差,改性后胶粉的分散性提高,MRP-NR复合胶的力学性能最优,拉伸强度为27.9 MPa。     

不同维数填料对橡胶Payne效应的影响

在变外力作用下,填充橡胶的动态模量会随着应变的增加而急剧下降的现象称为Payne效应。研究填充橡胶的Payne效应可以保证橡胶制品在使用过程中的安全性和可靠性,同时获得具有良好力学性能的橡胶制品。文中通过胶乳-双辊连用法制备了炭黑/天然橡胶复合材料(RCB)、碳纳米管/天然橡胶复合材料(RCNT)和石墨烯/天然橡胶复合材料(RGE)。扫描电镜和透射电镜图像显示,该方法可以将填料均匀分散在橡胶基体中。Mooney-Rivlin曲线和动态力学性能测试显示RGE复合材料的Payne效应最强,RCB复合材料的Payne效应最弱。     

Mechanical and fractographic behavior of natural rubber-cellulose II composites

Composites of natural rubber (NR) and cellulose II (Cel II) were prepared by co-coagulation of natural latex and cellulose xanthate mixtures. The influence of increasing amounts of Cel II, varying from 0 to 30 phr, on the mechanical properties was investigated. The topography of the fracture surfaces of tensile, tear and abrasion specimens after testing was observed by scanning electron microscopy (SEM). The fracture surface morphology was correlated with the mechanical properties. As the cellulose II content increases, the materials showed a gradual change in the mechanical properties and in the fracture mechanisms. The composite with 15 phr of Cel II was found to give the best tensile and tear performances. The failure surfaces and the fracture mechanisms of unfilled and filled natural rubber composites depended on the nature of the test-tensile, tear or abrasion. The SEM evaluation of the tensile fracture surfaces was the best observation method to show the effect of cellulose II on the elastomeric matrix.     

氧化石墨烯/天然橡胶-丁腈橡胶复合材料的制备与性能

为研究氧化石墨烯(GO)对共混橡胶的补强改性作用,首先,通过改进的Hummers方法制备了GO,并通过乳液共混法制备了GO/天然橡胶(NR)-丁腈橡胶(NBR)复合材料;然后,采用SEM、FTIR、XRD、溶胀测试和力学性能测试表征了GO、NR-NBR硫化胶和GO/NR-NBR复合材料的微观形态、结构和力学性能。结果表明:所得GO含有大量的含氧官能团,氧化效果较好;橡胶基体中GO分散均匀,且GO/NR-NBR复合材料的拉伸断面粗糙程度显著增加;GO的填充可以提高复合材料的表观交联密度;GO/NR-NBR复合材料的力学性能随着GO含量的增加而改善,当GO含量为3.0wt%时,GO/NR-NBR复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和邵氏A硬度分别提高了53.3%、67.3%和10.5%,断裂伸长率降低了9.6%。     

Effects of different additions of sago starch filler on physical and biodegradation properties of pre-vulcanized NR latex composites

This paper presents results on the physical and biodegradation properties of pre-vulcanized natural rubber (NR) latex composites with sago starch as protein enhancer. Sago starch fillers are added into NR latex via Methods A (prior pre-vulcanization) and B (after pre-vulcanization) at 80 °C. For the biodegradation process, composites are buried in soil and brought out on a weekly basis to investigate their mechanical and morphological properties. Results show that optimum filler loading are achieved at 10 phr with optimum tensile properties. As the biodegradation periods elapse, the mechanical properties for both composites decrease, which indicates the occurrence of biodegradation process. Based on scanning electron microscope images, Method A shows better filler–rubber interaction system from the severed sago starch granular structure, whereas Method B gives better mechanical properties as evaluated from tensile properties.