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。     

乳液共沉法制备离子液体改性白炭黑/SBR复合材料的研究

以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐( Bmim.PF6)离子液对白炭黑进行改性,采用乳液共沉法制备改性白炭黑/SBR复合材料,并对其硫化特性、物理性能和微观结构进行研究.结果表明:Bmim.PF6与白炭黑之间的相互作用为氢键作用;与未改性白炭黑/SBR复合材料相比,改性白炭黑/SBR复合材料的交联密度增大,白炭黑在橡胶基体中的分散性得到改善,拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能均明显提高.     

白炭黑粒子间距对天然橡胶复合材料性能的影响

分别采用不同分子链长度的改性剂乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)对白炭黑进行隔离改性,研究改性白炭黑对天然橡胶(NR)复合材料性能的影响。结果表明:与未改性白炭黑填充的NR复合材料相比,改性白炭黑填充的NR复合材料的t10和t90缩短,FL和储能模量(G′)减小,硬度降低,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度提高;当改性剂为PEGDGE(回转半径为1.11 nm)时,改性白炭黑的粒子间距最大,分散性最好,NR复合材料的交联密度最大,G′和损耗因子最小,物理性能最佳。     

高岭土在天然橡胶中的补强性能研究

研究普通高岭土和改性高岭土对天然橡胶(NR)的补强性能,并与炭黑N660、白炭黑和纳米碳酸钙对比。结果表明,炭黑N660对NR胶料的补强效果最佳,改性高岭土次之,普通高岭土略逊于白炭黑,但优于纳米碳酸钙。     

偶联剂对白炭黑／SBR复合材料力学性能的影响

研究了4种偶联剂KH-550、KH-792、WD-60和HG-305对白炭黑／SBR复合材料力学性能和热空气老化性能的影响。研究结果表明：当KH-550用量为4．0份时,复合材料的综合力学性能最好,与未改的白炭黑／SBR复合材料相比,其拉伸强度和撕裂强度分别提高了77％和24％;复合材料的老化实验结果表明,经偶联剂改性的复合材料的耐热老化性能有所下降,其中HG-305改性的复合材料抗老化性较好。     

改性白炭黑和硅酮粉对丁苯橡胶性能的影响

研究改性白炭黑和硅酮粉对丁苯橡胶(SBR)性能的影响.结果表明:在填料用量相同的情况下,随着硅酮粉用量的增大,胶料的ML和MH呈减小趋势,硫化胶的物理性能下降,弹性和耐磨性提高;与未改性填料填充SBR硫化胶相比,硅烷偶联剂KH-550或M-CNSL改性填料填充SBR硫化胶的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率增大,撕裂强度变化不大,弹性和耐磨性提高,其中M-CNSL的改性效果更明显;扫描电子显微镜分析证明,改性白炭黑和硅酮粉在SBR硫化胶中的分散性提高.     

AMI改性白炭黑填充SBR的性能研究

研究了氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑(简称AMI)改性白炭黑填充SBR的性能,并与未改性白炭黑填充SBR的性能进行了对比。结果表明,AMI能显著提高硫化速度,降低混炼胶转矩;当AMI用量为1份时,可改善白炭黑在SBR中的分散性,抑制白炭黑填料网络的形成,提高SBR基体与白炭黑间的相互作用,显著提高了交联密度,其硫化胶具有较好耐磨性和力学性能。     

改性凹土/NBR/HSR纳米复合材料的制备及性能研究

采用机械共混法制备改性凹土(AT)/丁腈橡胶(NBR)/高苯乙烯树脂(HSR)纳米复合材料,研究了改性AT部分替代白炭黑对复合材料硫化特性、力学性能、耐磨性、耐介质及热老化等性能的影响,并与白炭黑,或碳酸钙、碳酸镁部分替代白炭黑填充胶料的性能进行了对比;结果表明,改性AT的加入能提高胶料的硬度、300％定伸应力、撕裂强度以及耐热老化性能,改性AT填充胶的拉伸强度、伸长率、耐磨性、耐介质性能与白炭黑填充NBR/HSR胶料的性能相近,但总体明显高于碳酸钙、碳酸镁部分替代白炭黑胶料的性能,说明改性AT具有很好的补强作用.     

不同填料/丁苯橡胶复合材料的力学性能研究

本实验采用的填充剂主要有:白炭黑、陶土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁和凹凸棒土。一些研究表明:凹凸棒土作为新型填充剂,具有较好的补强效果,尤其是改性以后性能有很大提高,主要由于未改性的凹凸棒土表面存在大量的硅羟基,易结团,使得与丁苯橡胶之间的结合力较弱,硫化胶的物理机械性能较差;偶联剂Si69具有易于水解的烷氧基团,能与凹凸棒土表面的硅烷基反应,提高凹凸棒土粒子界面与橡胶分子界面之间的结合力,改善凹凸棒土与丁苯橡胶分子之间结合力较弱的缺点。填充剂陶土、滑石粉、碳酸钙和碳酸镁填充丁苯的物理机械性能与未改性凹凸棒土相比,存在一定的差距。从实验数据可知:未改性的凹凸棒土填充补强的丁苯橡胶,相对陶土、滑石粉、碳酸镁和碳酸钙而言,补强效果较好,物理机械性能较优异。偶联剂改性后的凹凸棒土,比未改性的凹凸棒土有明显的提高,但相比传统填充剂——炭黑和白炭黑,物理机械性能上存在较大的差距,并不能完全代替传统填充剂对丁苯橡胶进行填充补强。     

改性碳纳米管在不同补强填充体系丁腈橡胶中的应用研究

研究改性碳纳米管（CNTs）在碳酸钙、白炭黑、炭黑N330补强填充体系丁腈橡胶（NBR）中的应用。结果表明：随着改性CNTs用量增大,碳酸钙补强填充体系和白炭黑补强填充体系NBR的MH－ML逐渐增大,t90缩短;炭黑N330补强填充体系NBR的MH－ML增大,t90延长;3种补强填充体系NBR的硬度、100%定伸应力、撕裂强度逐渐增大,碳酸钙补强填充体系NBR的拉伸强度提高,白炭黑补强填充体系和炭黑N330补强填充体系NBR的拉伸强度稍有降低;碳酸钙补强填充体系和白炭黑补强填充体系NBR的表面电阻率（ρs）和体积电阻率（ρv）变化较小,变化规律不明显;炭黑N330补强填充体系NBR的ρs和ρv较小,导电效果较好;3种补强填充体系NBR的导热性能均有所提高,炭黑N330补强填充体系胶料的热扩散率最大。     

固相法改性淀粉／炭黑／丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究

采用固相法制备了淀粉接枝马来酸酐（MAH）和丙烯酸丁酯（BA）的共聚物Starch-gMAH／BA（SMB）。采用机械共混法用15phr的改性淀粉（SMB）代替等量的炭黑（CB）,制备了改性淀粉／炭黑／丁苯橡胶复合材料（SMt3／CB／SBR）,研究了复合材料的力学性能、热氧老化性能、动态力学性能以及微观形态。结果表明,SMB／CB／SBR复合材料的力学性能优于未改性淀粉／CB／SBR复合材料,拉伸强度及扯断伸长率等性能优于SBR／CB复合材料;且SMB／CB／SBR复合材料具有更好的耐热氧老化性能;与SBR／CB复合材料相比,SMB／CB／SBR复合材料具有更低的滚动阻力;微观形态显示,淀粉经改性后粒子尺寸减小,在SBR基体中的分散性得到改善,与SBR基体的相容性得到提高。     

PTFE/Nano-CaCO3复合材料组织性能研究

通过机械搅拌、冷压成型烧结方法,制备了纳米碳酸钙填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,并研究了复合材料的综合物理机械性能。结果表明:未改性的纳米碳酸钙显著提高了复合材料的弹性模量、断裂伸长率和冲击强度,但复合材料的拉伸强度有所降低。改性后的纳米碳酸钙效果并不是很理想,主要是表面改性剂高温分解存在的影响。     

表面改性白炭黑增强溶聚丁苯橡胶的性能

研究了增强剂种类、普通白炭黑及硅烷偶联剂双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si 69)改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶(SSBR)性能的影响,并对白炭黑表面改性的2种方法进行了对比。结果表明,普通白炭黑对SSBR的增强作用不如炭黑。填充硅烷偶联剂Si 69表面改性白炭黑,与填充未改性白炭黑相比,SSBR混炼胶的加工安全性提高,硫化速率加快;SSBR硫化胶的力学性能、回弹性、耐磨性和抗湿滑性提高。与直接加入法改性白炭黑相比,预处理法改性白炭黑填充SSBR的力学性能更好,且胶料具有更好的硫化特性和耐磨性能以及更低的滚动阻力。     

用甲基丙烯酸原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶Ⅲ.应力软化效应和应力弛豫

用甲基丙烯酸(MAA)原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备了纳米碳酸钙增强EPDM硫化胶。考察了MAA对纳米碳酸钙增强EPDM硫化胶的应力软化效应及应力弛豫行为,并与未改性纳米碳酸钙、炭黑及白炭黑增强EPDM硫化胶的应力软化效应和应力弛豫行为进行了比较;用并联的Maxwell模型对应力弛豫行为进行了数学模拟。结果表明,MAA加剧了纳米碳酸钙增强EPDM的应力软化效应和应力弛豫行为。与其他3种填料相比,MAA原位改性纳米碳酸钙增强EPDM的应力软化效应更为显著,且其应力在室温停放后不能像其他填料增强EPDM那样得到明显恢复;MAA原位改性纳米碳酸钙增强EPDM的应力弛豫速率更快,应力弛豫程度也更大;并联Maxwell模型可以模拟未改性纳米碳酸钙、MAA原位改性纳米碳酸钙、炭黑及白炭黑增强EPDM的应力弛豫行为。     

离子液体与偶联剂并用对白炭黑填充NR性能的影响

本文用偶联剂Si-69、B-69和离子液体[溴化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIM)]单独改性白炭黑,同时用两种偶联剂分别与离子液体BMIM并用改性白炭黑,对比研究了其对NR性能的影响。结果表明,与未改性白炭黑相比,Si-69、B-69和BMIM改性白炭黑后,填充NR的硫化速率加快,Payne效应减弱,力学性能改善,滚动阻力降低;其中,BMIM改性白炭黑填充NR的综合性能最优,其拉伸强度和撕裂强度比未改性白炭黑填充NR提高了一倍。与偶联剂单独改性白炭黑相比,偶联剂与BMIM并用改性白炭黑后,填充NR的t90进一步缩短,填料-橡胶相互作用更强,交联密度更大,力学性能进一步提高,滚动阻力变得更低。     

橡胶补强填充剂概览

加入各种补强性填料可提高橡胶制品的物理机械性能,延长使用寿命。除了常用的炭黑、白炭黑,该文还介绍了炭黑-白炭黑双相填充剂,以及改性高岭土、凹凸棒改性粘土、改性硬质陶土、纳米氧化锌等其他填充剂,并围绕轮胎技术对各种补强性填料进行了展望。     

环氧化低分子聚丁二烯改性白炭黑在SBR中的应用

研究环氧化低相对分子质量反式聚丁二烯(ELMTPB)改性白炭黑在SBR中的应用效果。结果表明，环氧度为10．6％的ELMTPB改性白炭黑填充SBR硫化胶的综合性能较好；硅烷偶联剂Si69改性白炭黑对SBR硫化胶性能的改善效果明显优于ELMTPB改性白炭黑，且Si69用量为8份时，硫化胶拉伸强度和撕裂强度较高；在ELMTPB／Si69并用比不超过4／4时，所得SBR硫化胶拉伸强度和拉断伸长率优于Si69改性白炭黑填充SBR硫化胶；当Si69用量为4份且并用12份ELMTPB时，所得SBR硫化胶性能最佳，表现在300％定伸应力提高28％，拉伸强度提高38％，且拉伸强度和拉断伸长率超过8份Si69改性白炭黑填充SBR硫化胶。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐对白炭黑填充丁苯橡胶性能的影响

研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMI)用量对白炭黑填充丁苯橡胶(SBR)性能的影响,并与未改性的白炭黑填充SBR进行了对比。结果表明,随着BMI用量的增加,SBR混炼胶的门尼黏度先减小后增大,焦烧时间和正硫化时间缩短。当BMI的用量为3份时,BMI能够有效改善白炭黑在SBR中的分散效果,SBR硫化胶的力学性能和磨耗性能较为优异。当BMI的用量分别为3份和7份时,SBR硫化胶具有较好的抗湿滑性和较低的滚动阻力。     

纳米CaCO3填充PTFE复合材料力学性能的研究

通过机械搅拌、冷压成型烧结方法,制备了纳米碳酸钙填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料;并研究了复合材料的物理机械性能。结果表明未改性的纳米碳酸钙显著提高了复合材料的弹性模量、断裂伸长率和冲击强度,其中断裂伸长率最高可达800%,冲击强度亦可提高到纯PTFE的233%;但复合材料的拉伸强度有所降低。改性后的纳米碳酸钙效果并不是很理想,主要是表面改性剂高温分解存在的影响。     

纳米凹凸棒土填充丁苯橡胶的应用研究

通过采用熔融共混的方法,将硅烷偶联剂KH-550,KH-560,KH-570、A-151和硅-69改性过的AT与丁苯橡胶(SBR-1502)复合,制备出性能优异的AT/SBR混炼胶,并对其力学性能测试。研究结果表明,硅-69对AT的改性效果最好,当填充AT 30份时,AT/SBR纳米复合材料综合性能最好,其拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率分别达到13.33 MPa,44.51 MPa和518.8%。此外,鉴于AT与白炭黑同为无机填料,本论文还研究了AT与白炭黑并用对复合材料性能的影响。结果表明,当AT与白炭黑并用比为1:1(20份/20份)时,与填充40份白炭黑的丁苯橡胶的复合材料力学性能相当。因此,可考虑用AT与白炭黑并用,部分代替白炭黑,进而降低丁苯橡胶制品的成本。