研磨改性废轮胎热解炭黑及其应用研究

本文主要研究采用研磨的方法改性CBp,并将其应用到丁苯橡胶中,对比考察了不同研磨时间的CBp、未改性CBp、N774的粒径分布差异及在丁苯橡胶中的性能差异。研究结果表明：研磨的方法可有效减小CBp的粒径,有助于其在橡胶中更好的分散,且研磨时间越长,炭黑粒子粒径越小,门尼粘度越大,扭矩差越大。研磨后的CBp补强的丁苯橡胶的拉伸强度、撕裂强度、300%定伸强度、硬度得到有效提高,综合改性效果良好。     

改性热解炭黑的结构表征及其在丁苯橡胶中的应用

对比研究热解炭黑和改性热解炭黑的结构和性能及其在丁苯橡胶(SBR)中的应用。热解炭黑经浓硝酸和浓氢氟酸依次处理后得到改性热解炭黑,与热解炭黑相比,改性热解炭黑的DBP吸油值、挥发分含量增大,BET比表面积减小,二次结构粒径分布变宽、变大,表面羟基消失,羧基等极性基团增加不明显。与热解炭黑补强SBR相比,改性热解炭黑补强SBR混炼胶的门尼粘度增大,加工性能下降,焦烧时间延长,硫化速率减小;硫化胶的定伸应力增大20%~30%,拉伸强度增大10%,耐磨性能提高,压缩生热减小。     

改性热解炭黑的结构表征及其在丁苯橡胶中的应用研究

对比研究热解炭黑和改性热解炭黑的结构和性能及其在丁苯橡胶(SBR)中的应用。热解炭黑经浓硝酸和浓氢氟酸依次处理后得到改性热解炭黑,与热解炭黑相比,改性热解炭黑的DBP吸油值、挥发分含量增大,BET比表面积减小,二次结构粒径分布变宽、变大,表面羟基消失,羧基等极性基团增加不明显。与热解炭黑补强SBR相比,改性热解炭黑补强SBR混炼胶的门尼粘度增大,加工性能下降,焦烧时间延长,硫化速率减小;硫化胶的定伸应力增大20%~30%,拉伸强度增大10%,耐磨性能提高,压缩生热减小。     

改性凹凸棒土补强丁苯橡胶的研究

在大量实验的基础上,选择分别含有氨乙基和巯基的两种硅烷偶联剂协同改性具有纳米纤维结构的凹凸棒上(AT),作为橡胶的补强填料.研究了凹土改性工艺及填充量对改性凹土(MAT)填充丁苯橡胶(MAT/SBR)力学性能的影响,利用X射线衍射(XRD)分析比较了MAT晶体结构变化,并结合扫描电镜(SEM)观察填料在橡胶基体中的分散性.结果表明:尽管AT未经阳离子化处理,橡胶分子链通过机械混炼就能插层到凹土层间,形成插层型的MAT/SBR复合材料.SEM观察显示,改性凹土能够以单根纳米纤维的形式均匀分散在橡胶基体中,并与橡胶形成良好的界面结合,从而使MAT/SBR的拉伸强度和撕裂强度分别由补强前的1.73 MPa和9.78 kN·m-1提高到21.31 MPa和77.67 kN·m-.     

连续法热解炭黑的性能及其在丁苯橡胶中的应用

研究连续法热解炭黑的性能及其在丁苯橡胶(SBR)中的应用。结果表明:热解炭黑是多种填料的混合物,为半补强炭黑,表面活性较低;与炭黑N660填充SBR混炼胶相比,热解炭黑填充SBR混炼胶的门尼粘度增大,焦烧时间缩短,硫化速率略有提高,交联密度有所下降;与炭黑N660填充SBR硫化胶相比,热解炭黑填充SBR硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度增大,硬度变化不大,定伸应力减小,动态生热性能和耐磨性能略有下降。     

碳纳米管对炭黑/丁苯橡胶复合材料耐疲劳性能的影响

分别以1,2,3和4份碳纳米管等量替代炭黑填充制备丁苯橡胶(SBR)复合材料,并对其宽应变内(30%~100%)的耐疲劳性能进行研究。结果表明:随着碳纳米管用量的增大,在相同应变下,SBR复合材料的疲劳寿命缩短,裂纹增长速率增大;复合材料的疲劳裂纹增长速率对撕裂能的敏感度降低,当撕裂能较大时,碳纳米管用量对裂纹增长速率影响不大。     

不同裂解温度对废旧轮胎裂解炭黑性能的影响

研究不同裂解温度下废旧轮胎裂解炭黑的性质及其在天然橡胶中的应用,并与炭黑N330和炭黑N660进行对比。结果表明：与炭黑N330和炭黑N660相比,裂解炭黑的吸碘值大,结构度偏低,灰分含量偏高;裂解温度越高,裂解炭黑的理化性能越好;裂解炭黑填充胶料的门尼粘度比炭黑N330填充胶料略高,t90缩短;裂解炭黑填充胶料的拉伸强度与炭黑N660填充胶料相当,略小于炭黑N330填充胶料;对比3种裂解炭黑,裂解炭黑S1填充胶料的拉伸强度最大,裂解炭黑S3填充胶料的300%定伸应力最大;在相同应变范围内,裂解炭黑S3填充胶料的损耗因子较小,生热较低。     

硫化对炭黑填充丁苯橡胶体系中多重相互作用的影响

综合运用硫化仪分析、橡胶加工分析及动态力学分析等表征手段,考察硫化对炭黑填充丁苯橡胶体系中多重相互作用的影响。结果表明：炭黑聚集体的絮凝在硫化初期完成;当炭黑含量达到一定值时,炭黑对混炼胶的补强效果优于相应的硫化胶,且应变扫描对混炼胶的补强效果影响较大;Payne效应与炭黑的体积含量间存在一定的对应关系;混炼胶的玻璃化温度（T_g）随炭黑含量增大而升高的幅度大于硫化胶;未填充体系硫化前后的T_g之差大于填充体系;Tg及结合橡胶含量均随炭黑含量增大而线性增大。     

丁苯橡胶分子结构和炭黑对挤出流变行为的影响

通过毛细管流变仪并结合多种表征测试手段,研究丁苯橡胶分子结构和炭黑用量对胶料挤出流变特性的影响。结果表明:乳聚丁苯橡胶(ESBR)和炭黑补强ESBR胶料的表观剪切粘度分别大于溶聚丁苯橡胶(SSBR)和炭黑补强SSBR胶料;ESBR与SSBR的挤出稳定性相当,但炭黑补强SSBR胶料的挤出稳定性更优,挤出物外观质量较好;与SSBR相比,ESBR的分子链柔顺性和炭黑在其基体中的分散性更好,炭黑补强ESBR胶料中结合胶含量更高。     

热处理温度对炭黑补强性能的影响

通过在不同温度下分别对4种炭黑进行热处理,研究热处理炭黑对结合橡胶质量分数和表面官能团含量的影响.结果表明:炭黑N330和N550经400℃热处理后表面官能团脱落,600℃处理后再次结合;炭黑DZ13经200℃热处理后表面官能团脱落,400℃处理后再次结合;炭黑DZ20经200℃热处理后表面官能团结合,600℃处理后再次脱落.炭黑DZ20的补强性能主要受内酯基的影响,而炭黑N330,N550和DZ13的补强性能主要受酚羟基的影响.     

炭黑改性及对水性聚氨酯涂膜导电性的影响

采用原位乳液合成法,以炭黑（CB）为芯材、聚氨酯(PU)为壁材,制备表面均匀包覆聚氨酯的改性炭黑粒子（CB-PU）,通过FTIR、TG、SEM、EDS等表征了改性前后粒子的结构和形态;对粒子进行分散性试验,结果表明,CB-PU在水中的均匀分散性与稳定性相比CB明显提高;将改性前后粒子与水性聚氨酯（WPU）涂料复合得到不同CB含量的导电涂料（CB/WPU、CB-PU/WPU）,经涂覆、烘干得到导电膜材。研究结果显示,由于均匀包覆的壳层聚氨酯的亲水性,CB-PU能较为均匀地分散在WPU涂膜中;同时,由于CB-PU在涂膜中分散性的提高,极大地增大了涂料中导电粒子的网络密度和网络强度,CB-PU/WPU涂膜的导电性能显著提高;当保持体积电阻率约为3.3×103 Ω•cm时,CB质量分数由CB /WPU涂膜中的12 wt%下降到CB-PU/WPU 涂膜中的6 wt%;研究表明,通过在CB表面均匀包覆基体树脂层,可有效改进CB在基体中的分散性以及促进其导电网络形成。涂膜力学测试表明,添加改性后CB的涂膜断裂伸长较CB更优异,而强度有所下降。     

偶联剂改性炭黑对橡胶性能的影晌

研究了偶联剂ＢＮＡＨ［Ｎ，Ｎ＇＝双（２－甲基－２－硝基两基）－１．６－二氨基己烷］和偶联剂ＴＥＳＰＴ［双（３－三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物］改性炭黑对橡胶性能的影响。试验结果表明，偶联剂ＢＮＡＨ可以明显改善橡胶的动态性能。偶联剂ＴＥＳＰＴ次之，两者均可保持或提高橡胶的力学性能。     

碳黑的研磨

在水溶性有机颜料的分散体系中,得到好的颗粒尺寸和窄的粒径分布很不容易。因此,要达到预想的粒径指标、稳定的分散体系,就必须充分利用砂磨机和化学物质。介绍了砂磨机钢球大小和分散剂对于难研磨碳黑粒径的影响。     

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。