湿法水磨胶粉在天然橡胶/顺丁橡胶并用 配方体系中的应用

研究废旧轮胎湿法水磨胶粉在天然橡胶（NR）/顺丁橡胶（BR）并用配方体系中的应用。结果表明：以湿法水磨胶粉部分替代炭黑N330,胶料的硬度、定伸应力和拉伸强度明显降低,拉断伸长率和回弹值明显增大,60 ℃时的损耗因子减小,动态拉伸储能模量大幅降低;在NR/BR并用胎圈胶配方中以30份湿法水磨胶粉替代5～10份炭黑N330,胶料的物理性能和动态性能在相同水平,同时可降低原材料成本,利于环保。     

Zn(MMA)_2对硫黄硫化天然橡胶性能的影响

甲基丙烯酸锌(Zn(MMA)_2)在自由基存在下可以与橡胶发生接枝和交联反应,在橡胶中引入金属离子键交联结构,发生自聚合反应生成纳米聚盐粒子等,使得硫化橡胶具有多元的交联网络结构和多元的填充网络结构,这使得硫化胶的物理力学性能大大提高。为了获得Zn(MMA)_2所给出的优异性能,需采用过氧化物硫化体系,虽然过氧化物与硫黄并用的体系有很多报道,但是都没有单纯采用过氧化物硫化时的性能好。由于硫黄硫化是不饱和橡胶最广泛采用的硫化体系,因此在硫黄硫化条件下,获得Zn(MMA)_2的优异性能,无疑是非常有意义的。从化学计量角度设计了胶料中硫黄的摩尔用量远远大于Zn(MMA)_2的摩尔用量(14:1/mol:mol)的情况,对比了三种硫化体系(S、Zn(MMA)_2/S、Zn(MMA)_2/S*)硫化天然橡胶的特点。结果表明Zn(MMA)_2/S体系硫化胶料的物理力学性能显著提高,这使在硫黄硫化体系中实现Zn(MMA)_2的优异性能成为可能。论文分析阐述了产生这些结果的原因并提出了可能的机理     

用固相反应法制备硅烷化改性天然橡胶及其力学性能

以氢化钠(Na H)为活化剂,采用固相法在Haake转矩流变仪中使用三乙基氯硅烷(Et3Si Cl)对天然橡胶(NR)进行化学改性,在反应温度90~93℃、总反应时间30 min条件下制得硅烷化改性天然橡胶(Si-NR)。用傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱对Si-NR进行了表征,并研究了Si-NR的硫化特性、交联密度、力学及动态力学性能和耐热空气老化性能。结果表明,通过改性在NR分子链上引入了有机硅基团—Si Et3,该过程中橡胶大分子未发生明显的断链、交联等副反应;与NR相比,Si-NR胶料的Payne效应明显降低,拉伸强度和300%定伸应力均增大,动态压缩疲劳温升和压缩永久变形都明显降低,耐老化性能增强。     

高值化裂解炭黑在子午线轮胎气密层胶和胎圈护胶中的应用

研究高值化裂解炭黑在子午线轮胎气密层胶和胎圈护胶中的应用。结果表明：高值化裂解炭黑的灰分含量和总硫含量相较于炭黑N330和炭黑N660偏大,压缩DBP吸收值和CTAB吸附比表面积与炭黑N660基本相当,氮吸附比表面积与炭黑N330基本相当;在气密层胶配方中,以高值化裂解炭黑等量替代炭黑N660,对胶料的硫化特性、物理性能、气密性和动态力学性能无不良影响;在胎圈护胶配方中,以高值化裂解炭黑增量替代炭黑N330,如15份高值化裂解炭黑替代10份炭黑N330,胶料的各项性能满足使用要求。     

未填充天然橡胶屈挠疲劳微观破坏发展机理分析

从化学反应角度和微观演变历程对未填充NR硫化胶屈挠疲劳破坏机理进行分析。红外光谱(FT-IR)结果显示,橡胶材料屈挠疲劳过程是机械引发、氧化反应和力化学反应增长的过程,且氧化反应增长为硫化胶主破坏增长过程。屈挠实验显示,硫化胶的屈挠破坏过程出现三个阶段:第一阶段机械引发产生自由基破坏为主,破坏速率较慢;第二阶段力化学和氧化破坏起到主要作用,吸氧速率控制破坏速率,速率陡增;第三阶段力化学破坏和吸氧速率都降低,破坏速率降低。采用扫描电镜(SEM)对硫化胶疲劳过程进行了微观表征,结果显示,硫化胶断面出现明显的韧带和空穴,NR硫化胶屈挠疲劳破坏是韧带和空穴交替形成和消失的过程。     

炭黑/白炭黑复合填料网络在天然橡胶屈挠疲劳过程中的作用分析

通过改变填料体系中炭黑/白炭黑的用量比,制备出具有不同填料网络结构的硫化胶,通过胶料的硫化特性、交联密度、结合胶含量、Payne效应、损耗特性对填料网络结构进行表征并建立填料网络结构模型,最后通过各种性能测试考察了填料网络对橡胶动静态力学性能和屈挠疲劳性能的影响,建立了复合填料网络结构和屈挠疲劳性能的相关性。结果表明,白炭黑-白炭黑相互作用强于炭黑-炭黑相互作用,但白炭黑与橡胶基体的结合作用差;复合填料网络在屈挠疲劳过程中产生的内耗小,白炭黑/炭黑质量比为20/20时,硫化胶的疲劳性能最好。     

亚甲基给予体/间苯二酚-甲醛树脂用量对半钢子午线轮胎带束层胶性能的影响

研究亚甲基给予体HMMM和间苯二酚-甲醛树脂（简称间甲树脂）SL-3020LFR并用比对半钢子午线轮胎带束层胶性能的影响。结果表明：随着HMMM/间甲树脂SL-3020LFR并用比的增大，胶料的Fmax－FL增大，焦烧时间和硫化时间均呈延长趋势；胶料的定伸应力略增大、老化后胶料的拉伸强度和拉断伸长率降幅增大；60 ℃下胶料的损耗因子先增大后减小；热空气、蒸汽和盐雾老化抽出后的钢丝帘线无露铜现象，钢丝表面均附有黑色胶料。综合来看，HMMM/SL-间甲树脂3020LFR并用比为1.6时，不同硫化和老化条件下胶料与钢丝帘线的粘合性能较佳。     

粘合树脂用量对钢丝帘线粘合胶性能的影响

研究2.5,2和1.5份粘合树脂用量对钢丝帘线粘合胶的胶料性能和钢丝帘线与粘合胶粘合性能的影响。结果表明：随着粘合树脂用量减小,钢丝帘线粘合胶的交联密度下降,硫化速度加快;胶料的邵尔A型硬度、定伸应力和拉伸强度呈减小趋势;老化前,随着粘合树脂用量减小,钢丝帘线与粘合胶的初始粘合力呈减小趋势,这与粘合树脂与亚甲基给予体形成三维网络减少有关;分别热老化和盐水老化7 d后,粘合树脂用量为2份的粘合胶与钢丝帘线的粘合力下降率最小。综合来看,粘合树脂用量为2份、粘合剂RA-65用量为4.1份时,粘合胶与钢丝帘线的粘合性能最佳。     

未填充天然橡胶的屈挠疲劳破坏演变机理

通过傅里叶变换红外光谱、屈挠疲劳实验和扫描电子显微镜,从化学反应角度和微观演变历程分析了未填充天然橡胶(NR)硫化胶的屈挠疲劳破坏演变机理。结果表明,经屈挠疲劳后,NR硫化胶的—OH和C==O含量增加,且反式-1,4-结构增多。硫化胶的屈挠破坏过程出现明显的3个阶段:机械力破坏,速率较慢;力化学和氧化反应破坏,速率较快,是第1阶段的2.5倍;力化学和氧化破坏速率降低。随着硫黄用量的增加或防老剂4020用量的减少,NR硫化胶的耐屈挠疲劳性能下降。经屈挠疲劳后,NR硫化胶中出现明显的韧带网络结构和空穴结构,屈挠疲劳发展是韧带网络结构和空穴结构不间断、交替地形成和破坏的过程;随着硫黄用量的增加或防老剂4020用量的减少,韧带网络结构均匀性逐渐提高。     

碱木质素填充天然橡胶的特性研究

研究了碱木质素填充天然橡胶的规律,考察了胶料内填料网络结构特点及其对动态力学性能的影响。通过扫描电镜（SEM）、力学性能测试和动态力学性能测试对硫化胶进行观察和分析。结果表明：填充10%~50%碱木质素时,碱木质素在天然橡胶中几乎没有填料-填料相互作用,且橡胶-填料相互作用很弱,碱木质素颗粒之间发生了团聚;碱木质素填充后胶料的力学性能没有大的降低,填充10%碱木质素时,硫化胶的拉伸强度为30MPa,高于未填充碱木质素时的28.7MPa;碱木质素的加入一定程度地促进了橡胶的硫化,交联密度随着碱木质素的加入而增大,当碱木质素用量达到50%时交联密度有所下降,拉伸强度未20.1MPa;胶料的老化性能随碱木质素的加入得到改善;碱木质素的加入对硫化胶的抗湿滑性和滚动阻力没有明显影响。