碱式硫酸镁晶须/橡胶复合材料的制备

将超声分散后的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷改性碱式硫酸镁晶须（KH550-MgOS_W）分散液加入天然胶乳（NR）中,对其进行补强,制得绿色环保高性能的KH550-MgOS_W/NR复合材料。系统研究了KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能。结果表明,用KH550改性后的MgOS_W与橡胶基体具有很好的相容性。KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能均比纯胶有所提高。当KH550-MgOS_W与NR质量比为4%时,KH550-MgOS_W/NR复合材料的各项性能均达到最佳,300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、交联密度比纯胶胶膜分别提高了25.0%、36.8%、37.3%、11.4%、44.2%,垂直燃烧等级由FV-1提高到了FV-0级,比纯胶的起始热降解温度（T₀）、最大热降解温度（T_p）和终止热降解温度（T_f）分别提高了6.2℃、5.2℃和4.1℃。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响EI北大核心CSCD

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

磺酸盐改性无烟煤对丁苯橡胶复合材料微观结构和力学性能的影响

无烟煤经磺酸盐球磨改性后,与丁苯橡胶(SBR)进行熔融共混,制得改性无烟煤/SBR复合材料,然后对改性无烟煤和无烟煤/SBR复合材料的表面性质、微观结构和力学性能进行了表征测试。结果表明,磺酸盐与无烟煤发生了酯化反应,改性无烟煤片层结构被剥离,多以细小鳞片状呈现,颗粒变小,分散均匀,改性无烟煤的微观结构和表面性质发生了明显变化;无烟煤颗粒在橡胶复合材料中均匀分散后,其填充橡胶复合材料的力学性能和交联密度显著增加,在填充70份时,拉伸强度达到10.7MPa,交联密度增大为116mol/m3,改性无烟煤补强效果明显。     

粘土/热塑性聚氨酯弹性体插层复合材料制备与性能

本文对不同种类的层状硅酸盐粘土膨润土（BEN）及累托石（REC）进行有机改性，利用X射线衍射（XRD）分析有机粘土的层间结构变化，研究不同有机粘土与聚氨脂弹性体熔融共混后复合材料的力学性能。结果表明：改性后的有机粘土层间距均有不同程度的增大，复合材料的力学性能均有不同程度的增加，其中有机累托石补强的效果较好；有机粘土在添加两份时均表现出较大的拉伸强度，累托石在两份添加量的拉伸强度由原来的37.2MPa提高到53.8MPa，提高了44.6%；撕裂强度在所研究范围是增加的，8份时从纯基体的92.8kN/m提高到138kN/m，提高了49%。     

高岭土/白炭黑并用填充天然橡胶复合材料的性能

以高岭土和白炭黑作为增强剂,采用熔融共混法制备了一系列的天然橡胶(NR)复合材料,并对其微观结构、气体阻隔性能和力学性能进行了表征.结果表明,改性高岭土(MK)以片层结构,白炭黑(PS)以球状结构,均匀分散于NR基体之中;MK与PS单独填充NR时,随着MK填充量的增加,NR复合材料的气体阻隔性能逐渐提高,而且MK的增强...     

三种纤维改性超高分子量聚乙烯复合材料的力学性能

以未处理和偶联剂KH550处理的C纤维、SiC纤维和Al2O3纤维为填充材料,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体,用模压成型法制备了三种纤维改性UHMWPE复合材料,对复合材料的硬度、弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率进行了实验研究,用光学显微镜观察分析了拉伸断面形貌。结果表明,未处理的C纤维、SiC纤维和Al2O3纤维改性UHMWPE复合材料硬度较纯UHMWPE分别提高了11.76%、21%和6%。经KH550处理的三种纤维改性UHMWPE复合材料弯曲强度和拉伸强度均优于未处理纤维的复合材料,已处理的SiC纤维/UHMWPE复合材料弯曲强度和拉伸强度提高较大。KH550处理的三种纤维与UHMWPE基体界面粘接紧密,未处理纤维与UHMWPE基体粘接较差。     

插层复合法制备丁腈橡胶/粘土纳米复合材料的研究

利用自制有机改性粘土 ,采用插层复合法成功制备了丁腈橡胶 (NBR) /粘土纳米复合材料。透射电镜(TEM)结果证实了粘土片层在橡胶基体中呈纳米级分散。力学性能和阻燃性能的研究结果表明 :粘土对橡胶起到了明显的补强作用 ,并远高于同量炭黑的补强作用     

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。     

废胶粉的表面处理及在天然橡胶中的应用

采用硅烷偶联剂KH550对废胶粉进行表面处理,并将处理后的废胶粉与天然橡胶复合制备WRP/NR复合材料。借助L16(45)正交试验及单因素试验,探讨了废胶粉目数、废胶粉用量、硅烷偶联剂KH550用量对复合材料力学性能的影响;对处理后的废胶粉表面和橡胶拉伸试样断裂面进行了扫描电镜(SEM)观察;并通过热重分析研究了天然橡胶和复合材料的热降解性能。结果表明:当废胶粉目数为80目,废胶粉用量为10%,硅烷偶联剂KH550用量为1.5%时,复合材料的力学性能最优,拉伸强度为27.89MPa。SEM结果表明废胶粉表面粗糙度增大,比表面积增大,与NR基体的相容性得到了提高。而热重分析表明改性废胶粉的加入对天然橡胶的热稳定性能影响不大。     

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。     

Preparation and properties of the powder SBR composites filled with CNTs by spray drying process

Carbon nanotubes (CNTs) filled powder styrene-butadiene rubber (SBR) composites were prepared by spray drying of the suspension of CNTs in SBR latex. The powder was spherical like and uniform with an average diameter of less than 10 μm. The dispersion of CNTs in the rubber matrix was improved remarkably compared with that in the rubber composites obtained by the conventional mechanical mixing method. Further study about the effect of CNTs on the prepared SBR composites was performed by analyzing the vulcanization process of the SBR powder, thermal and mechanical properties of the vulcanized SBR composites. Differential scanning calorimeter (DSC) analysis indicated that the glass transition temperatures of SBR composites increased with the increasing ratio of CNTs. The vulcanization process showed that CNTs could decelerate the vulcanization of the SBR composites. Dynamic mechanical analysis indicated that the storage modulus of the composites was improved with the CNTs additions, especially when the CNTs addition exceeded 30 phr. Compared with pure SBR composites, the hardness, tensile and tear strengths of the composites filled with 60 phr CNTs enhanced 73.9%, 327.7% and 191.1%, respectively, which should be ascribed to the excellent mechanical properties of CNTs and uniform dispersion of CNTs in the rubber matrix.     

基于径向基函数神经网络优化制备复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料及其补强-阻燃性能

以钠基蒙脱土作为研究对象,以十六烷基三甲基溴化铵与去离子水的混合液、硅烷偶联剂KH550与无水乙醇的混合液作为改性剂,制备复合改性钠基蒙脱土,并将复合改性钠基蒙脱土代替部分炭黑,与促进剂、硫磺、ZnO、硬脂酸、橡胶进行复合,制备复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料。利用径向基函数（RBF）神经网络模型优化复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料的制备工艺参数,并且对复合改性钠基蒙脱土和复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料进行表征与测试。结果表明,当扩展系数为0.50~0.65时,所建立复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料力学性能和阻燃性能的RBF神经网络模型具有最佳的逼近效果。当去离子水用量为1 074 g、十六烷基三甲基溴化铵用量为13.7 g、无水乙醇用量为14.8 g、硅烷偶联剂KH550用量为0.32 g、搅拌速度为2 890 r/min时,复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料具有良好的力学性能和补强性能,即拉伸强度19.1 MPa、撕裂强度43.5 kN/m和极限氧指数32.83%。      

碳纳米管/丁苯橡胶复合材料的电学性能

采用喷雾干燥法可制备不同配比的碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）/粉末丁苯橡胶复合材料,观察CNTs在橡胶基体中的分散情况,检测复合材料的导电性能及介电性能,并进行了简要的理论分析。结果表明:CNTs在橡胶基体中获得了充分均匀的分散,有利于CNTs改性补强作用的发挥。与纯胶样品及填充炭黑（Carbon black,CB）样品相比, 填充CNTs样品在8~18GHz下具有较高的介电常数及低介电损耗。随着CNTs加入量的增加,CNTs/粉末丁苯橡胶复合材料的电导率逐渐升高,当CNTs加入量为60phr（per hundred rubber）时,与纯胶样品及添加60phr CB样品相比,电导率提高近10个数量级;复合材料内部导电同时存在隧道导电机制和渗逾导电机制。采用喷雾干燥法制备的CNTs/粉末丁苯橡胶复合材料,将是一种综合性能良好的新型纳米复合材料,有望在抗静电橡胶、电磁屏蔽及介电材料等领域获得应用。      

Preparation and properties of powder styrene-butadiene rubber composites filled with carbon black and carbon nanotubes

Carbon nanotubes (CNTs) and carbon black (CB) filled powder styrene-butadiene rubber (SBR) composites were prepared by spray drying of the suspension of CNTs and CB in SBR latex. The powders were sphere like and fine with uniform diameters of 10-15 μm. Experimental results showed that the introduction of CNTs into the matrix was beneficial to improve the security of the vulcanization of the rubber composites, and the dynamic and basic mechanical properties of the CNTs/SBR composites were better than those of CB/SBR and neat SBR composites. Observations on the microstructure of the composites indicated that CNTs were well dispersed in the matrix. Morphology of the fracture confirmed that the bonding between CNTs and rubber matrix was strong and load can be transferred to CNTs efficiently during the mechanical property tests. Moreover, the powder SBR composites containing well-dispersed CNTs could be perfect candidate as additives for other polymers.     

纳米氢氧化镁/橡胶复合材料的分散特性及分散机理

以新型的纳米氢氧化镁粉体为分散相研究对象,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、Payne效应等考察了其在丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶中的分散相态和网络结构。结果表明,基体的粘度和表面能对纳米粉体最终的分散状态和网络结构有至关重要的影响。基体的粘度和表面能越高(NBR、EPDM),纳米粉体分散越精细,越容易形成柔性的网络结构,高分子参与比重很大;而在很低粘度和表面能的基体中(硅橡胶),纳米粉体以孤立的大聚集体形式存在,在低填充量下,不能形成网络结构,但在高填充量时,反而由大聚集体直接连成刚性很高的网络结构,高分子参与网络结构形成的程度小。传统的模型不能全面地考虑各种主要因素对粉体聚集体所受外力的影响,本文中提出了一个修正的模型来引入表面能因素的影响。     

CTAB-SCA改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料的增强-阻燃机制

以钠基蒙脱土（Na-M）为研究对象,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和硅烷偶联剂KH550（SCA）为改性剂,去离子水和无水乙醇为溶剂,制备CTAB-SCA改性Na-M,并作为橡胶填料。研究CTAB与去离子水质量比、SCA与无水乙醇质量比、炭黑与CTAB-SCA改性Na-M质量比对CTAB-SCA改性Na-M/橡胶复合材料力学性能和阻燃性能的影响。利用SEM、XRD和FTIR分别测试CTAB-SCA改性Na-M/橡胶复合材料微观形貌、矿物组成和组成结构。结果表明:炭黑与CTAB-SCA改性Na-M质量比为20∶30、CTAB与去离子水质量比为13.5∶1050、SCA与无水乙醇质量比为0.30∶15时制备的CTAB-SCA改性Na-M/橡胶复合材料具有良好的力学性能和阻燃性能,拉伸强度为18.9 MPa,撕裂强度为42.9 kNm-1,极限氧指数为31.51%。CTAB-去离子水混合液可以降低CTAB-SCA改性Na-M片层间的极性,提高其亲油性。SCA-无水乙醇混合液与CTAB-SCA改性Na-M表面的羟基发生化学作用,提高其分散性。CTAB-SCA改性Na-M/橡胶复合材料中炭黑是主要增强物质,CTAB-SCA改性Na-M是主要阻燃物质和辅助增强物质。      

透明LED石墨烯/苯基硅橡胶复合封装材料

采用化学接枝技术,利用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、水合肼改性氧化石墨烯（GO）制备功能型石墨烯（FG）。将FG与苯基硅橡胶混合,采用氢化硅烷化法,在铂催化剂作用下制备了一种发光二极管（LED）封装用FG/苯基硅橡胶复合材料,考察了改性后FG结构、表面官能团变化以及其用量对FG/苯基硅橡胶复合材料力学性能及光学性能的影响,并分析了FG/苯基硅橡胶复合材料的微观相态及其热稳定性。结果表明:经KH-550改性后的FG表面附有特殊官能团,能提高其在苯基硅橡胶中的分散性。当苯基硅橡胶中引入0.010 0wt% FG时,FG/苯基硅橡胶复合封装材料的透光率仍可达到85%以上,耐紫外老化性能和力学性有明显提高。FG/苯基硅橡胶复合材料的热分解温度为690 ℃、GO/苯基硅橡胶复合材料的热分解温度为623 ℃,而纯苯基硅橡胶的热分解温度为491 ℃,且FG/苯基硅橡胶复合材料的放热量始终比纯苯基硅橡胶略低。苯基硅橡胶中引入0.010 0wt% 改性的FG,材料热分解温度提高了200 ℃,放热量有所减少,能更好满足功能型LED复合封装材料热稳定性能要求。