稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末NR研究(Ⅱ)交联密度

以溶胀指数SI（Swelling Index）为指示参数，研究了稀土用量及炭黑用量对稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末天然橡胶[P（NR／N330-Ln）]硫化胶的交联密度的影响，并与无稀土粉末胶[P（NR／N330）]及无稀土块胶（MNR／N330）的硫化胶做对比。结果表明，随着稀土用量的增加，硫化胶的溶胀指数（SI）的变化出现4个阶段，这是N330粒子上的稀土对硫化胶表现交联密度的贡献有两种相反的作用，即阻碍生成炭黑凝胶从而降低表现交联密度的作用，增大N330-Ln的表面效应，提高稀土结合橡胶的生成量从而提高表现交联密度的作用的综合结果。随着炭黑用量的增加，P（NR／N330）和P（NR／N330-Sm）硫化胶的交联密度高于MNR／N330硫化胶，各种硫化胶在炭黑填充量为100份时的交联密度几乎相同。     

酵母菌生物脱硫胎面胶粉及其填充天然橡胶的力学性能

用酵母菌对胎面胶粉(GTR)进行了生物脱硫实验,考察了酵母菌与GTR共培养脱硫过程中酵母菌的生长情况,对比了GTR和脱硫GTR(DGTR)填充天然橡胶(NR)硫化胶的交联密度、表面元素含量和力学性能.结果表明,在共培养脱硫过程中酵母菌依然可以保持较高的生物量,脱硫6 d后可获得生物脱硫的GTR.随着胶粉用量的增加,填充NR硫化胶的交联密度和力学性能逐渐降低.相比较GTR/NR硫化胶,DGTR/NR硫化胶的表面硫元素含量和交联密度更低,力学性能明显提高.     

炭黑/煤矸石/碳纳米管复合填料对天然橡胶性能的影响

研究炭黑/煤矸石/碳纳米管(CNTs)复合填料体系对天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明:CNTs延迟硫化效应明显;相比炭黑,煤矸石对硫化具有促进作用;在填料用量相同的条件下,单独由炭黑填充的NR有最大的交联密度,CNTs对交联密度影响不明显;当煤矸石/炭黑/CNTs用量比为17.5/16.5/1时,复合填料填充NR具有良好的综合性能。     

炭黑在天然橡胶/溶聚丁苯橡胶硫化胶中的分散及其对性能的影响

考察了溶聚丁苯橡胶(SSBR)用量、炭黑的种类及用量对天然橡胶(NR)/SSBR硫化胶动态力学性能和力学性能的影响.结果表明,炭黑与SSBR的结合作用比与NR弱;随SSBR用量的增加,炭黑在NR/SSBR共混硫化胶中的分散性提高,Payne效应减弱,频率敏感性增强;随SSBR用量的增加,NR/SSBR共混硫化胶的拉伸强度和撕裂强度减小,扯断伸长率变化不大;而定伸应力则呈先减小后增大的趋势;随不同种类的炭黑在NR/SSBR硫化胶中分散性的提高,定伸应力呈上升趋势,损耗因子和压缩生热呈减小趋势.     

炭黑对天然橡胶钢丝复合体性能的影响

研究了不同牌号的炭黑对天然橡胶(NR)钢丝复合体综合性能的影响,并选取了应用最为广泛的炭黑N330对复合体的填料添加量进行优化分析。结果表明,炭黑N550填充NR胶料的焦烧时间与正硫化时间最长,炭黑N115填充NR胶料的交联密度最大,炭黑N330填充NR胶料的综合物理机械性能最佳,含有N375的橡胶钢丝复合体的黏合性能最佳;随着N330添加量的增加,复合体硫化特性明显提升,物理机械性能与复合体黏合性能均呈现先增加后减小趋势。     

炭黑对NBR复合材料交联密度和力学性能的影响

采用核磁共振交联密度仪,考察了炭黑粒径、结构度和用量对丁腈橡胶（NBR）复合材料的交联密度和力学性能的影响规律。研究表明：炭黑加入后硫化胶的交联密度增加,且随炭黑用量增加而增加,随粒径增加而减小;炭黑结构度对化学交联密度影响大于物理交联密度。随着炭黑粒径的减小,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力增加,高定伸下炭黑粒径对应力的贡献大于低定伸。炭黑结构度增加,硫化胶的拉伸强度、定伸应力增加,撕裂强度降低。     

炭黑填充NR和S—SBR硫化胶动态性能及屈挠破坏性的研究

探讨炭黑种类及用量对天然橡胶（NR）和溶聚丁苯橡胶（S—SBR）硫化胶的耐屈挠破坏性及动态力学性能的影响。结果表明,随着炭黑N234、N330用量的增大,NR和S—SBR两种硫化胶的耐屈挠破坏性降低;随炭黑粒径增大,炭黑用量对两种硫化胶的耐疲劳破坏性的影响逐渐减小;NR硫化胶的耐初始疲劳破坏性明显优于S—SBR硫化胶,随屈挠次数的增加,两者间的差距逐渐减小。炭黑用量增加,NR和S—SBR硫化胶的损耗因子峰值（tanδmax）减小,高于10℃时（高弹态）的tanδ值增大,S—SBR较NR具有更好的抗湿滑性和相差无几的低滚动阻力。炭黑粒径减小,NR和S—SBR硫化胶的tanδmax减小,填充30质量份炭黑时,N660增强的两种硫化胶在0℃时tanδ值较高,60℃时最低,具有较好的动态性能。     

多相炭黑G10填充半钢轮胎胎面胶性能研究

研究偶联剂Si69用量对多相炭黑G10填充半钢轮胎胎面胶性能的影响，并与炭黑及炭黑/白炭黑并用填充胎面胶性能进行对比。结果表明：与炭黑填充胶料相比，炭黑/白炭黑并用填充胶料的门尼粘度较大，t90延长，t10缩短；与炭黑/白炭黑并用填充胶料相比，多相炭黑G10填充胶料的门尼粘度明显减小，t90缩短，混炼胶的Payne效应明显减弱，硫化胶的拉伸强度增大，阿克隆磨耗量和DIN磨耗量减小，压缩生热明显降低，混炼胶中炭黑分散性明显改善；随着多相炭黑G10填充胶料中偶联剂Si69用量的增大，胶料硫化特性和物理性能变化不大，损耗因子减小，其中偶联剂Si69用量为白炭黑用量8%的胶料生热较低，多相炭黑G10分散效果较好。     

炭黑填充NR/TPI并用胶的性能

研究炭黑品种对NR/反式1,4-聚异戊二烯(TPI)并用胶性能的影响。结果表明,随着炭黑粒径的增大,NR/TPI并用胶焦烧时间延长,交联程度下降;填充炭黑N330的NR/TPI并用胶具有较好的综合物理性能;随着炭黑粒径的增大,NR/TPI并用胶的损耗模量逐渐降低;随炭黑比表面积的增大,当温度低于0℃时,并用胶损耗因子减小,当温度高于0℃时,损耗因子增大。     

动态疲劳对未填充天然橡胶硫化胶结构与动态黏弹性的影响

通过磁共振交联密度仪、衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪和动态力学分析仪,对未填充天然橡胶(NR)硫化胶在拉伸疲劳前后结构及动态黏弹性的变化进行了研究.结果表明,未填充NR硫化胶的交联密度随拉伸疲劳时间的延长先增大后减小,拉伸强度和100%定伸应力在拉伸疲劳后期明显下降;未填充NR硫化胶在拉伸疲劳后生成了共轭二烯、三烯类结构,并导致拉伸疲劳后未填充NR硫化胶在高弹区的储能模量大幅度下降.损耗因子则随拉伸疲劳时间的延长明显增高.     

炭黑和白炭黑填充环氧化反式-1,4-聚异戊二烯硫化胶的性能研究

首次研究了炭黑和白炭黑对水相悬浮法合成环氧化反式-1,4-聚异戊二烯(ETPI)硫化胶性能的影响。结果表明,炭黑对ETPI硫化胶的正硫化时间影响不大,而白炭黑对ETPI硫化胶的正硫化时间有明显的延迟效应;炭黑和白炭黑使ETPI硫化胶的100%定伸强度和撕裂强度明显提高,白炭黑填充的ETPI比炭黑填充的撕裂强度提高的幅度更大,并且随着加入份数的增加而增大,断裂伸长率和回弹值逐渐降低,邵尔A硬度逐渐增大;动态力学性能(DMA)测试显示,对于水相悬浮法合成的ETPI硫化胶,炭黑和白炭黑使40℃以上tanδ峰值明显提高,有利于阻尼材料宽温域的要求,但0℃时tanδ值逐渐下降,抗湿滑性降低;60℃时tanδ值上升,滚动阻力提高,对轮胎胎面胶的使用不利。     

白炭黑/炭黑并用与炭-硅双相填料对NR胎面胶性能的影响

研究了白炭黑/炭黑并用比对胎面胶性能的影响,并与炭-硅双相填料(CSDPF)进行了对比。结果表明,当填料总量不变时,随着白炭黑用量的增加,NR混炼胶硫化时间逐渐延长,硫化胶交联密度逐渐减小,300%定伸应力减小,拉断伸长率增大,耐磨性能下降,动态性能有所改善,压缩生热和滚动阻力均呈减小趋势。炭-硅双相填料(CSDPF)配合Si-69使用效果较好,填料-填料相互作用较弱,有效降低了滞后生热和滚动阻力,填料-橡胶相互作用较强,保证了较好的抗湿滑性和耐磨性。     

炭黑N330对NR化学交联的影响

使用硫化扭矩分析、平衡溶胀实验与核磁共振交联密度分析等方法研究了炭黑N330对天然橡胶(NR)化学交联的影响。结果表明,硫化扭矩差值与炭黑用量有较好的线性关系;交联密度变化时,未填充型和已填充型2种硫化胶的溶胀比差和交联密度差均保持不变,说明炭黑N330型对NR的化学交联没有影响。     

三种微生物脱硫废乳胶及其填充天然橡胶的力学性能比较

利用三种微生物鞘氨醇单胞菌、脂环酸芽孢杆菌和酵母菌对废乳胶(WLR)进行了脱硫再生,考察了脱硫过程中微生物的生长情况以及脱硫前后WLR溶胀和交联密度的变化,并将WLR和脱硫WLR(DWLR)以不同份数填充到天然橡胶(NR)中,对比了DWLR/NR硫化胶和WLR/NR硫化胶的力学性能和交联密度。结果表明,利用鞘氨醇单胞菌脱硫的WLR溶胀值较高,交联密度较低。随着乳胶用量的增加,填充NR硫化胶的拉伸强度和交联密度逐渐降低,扯断生长率逐渐增加。DWLR/NR硫化胶的力学性能明显优于WLR/NR硫化胶,且鞘氨醇单胞菌脱硫的DWLR/NR的力学性能明显优于其它两种微生物脱硫的DWLR/NR硫化胶。     

炭黑对改性丁基橡胶性能的影响研究

研究了填充炭黑用量、炭黑粒径大小因素对改性丁基橡胶(MFIIR)的硫化特性及力学性能的影响。结果表明,随着炭黑填充量增加,硫化胶拉伸强度、定伸应力、初始弹性模量(G′)和损耗模量(G″)均随之增加,然而硫化胶的tanδ值则呈下降趋势;随着炭黑粒径的增加,混炼胶正硫化时间tc90、tanδ值增大,G′和G″下降。     

炭黑对IIR1751性能影响的研究

考察了不同炭黑对IIR1751橡胶硫化特性、交联密度、力学性能及动态力学性能的影响,并分析了炭黑在相应胶料中的分散状况。结果表明,随着炭黑比表面积的增大,IIR1751混炼胶门尼粘度增大,炭黑N375填充的胶料焦烧时间最长;粒径太小或结构度太高的炭黑均不利于在其混炼胶中分散,但炭黑N330在其混炼胶中分散性最好;炭黑N220填充的胶料交联密度最大;不同炭黑填充的IIR1751硫化胶tanδ峰值,ΔG′,G″有明显差别;炭黑N220,炭黑N347和炭黑N375填充的硫化胶永久变形较大,炭黑N330填充的胶料各项力学性能比较均衡。     

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。     

炭黑对TPI及其并用胶性能的影响

研究炭黑对反式 1,4 聚异戊二烯 (TPI)及其并用胶性能的影响。结果表明 ,填充炭黑后 ,TPI混炼胶的结晶度和物理性能下降 ;采用粒径较小的炭黑补强的TPI硫化胶、NR/TPI和SBR/TPI并用硫化胶的物理性能较好 ,但动态性能较差 ,采用粒径较大的炭黑补强的这 3种胶料的动态性能较好 ,但物理性能较差 ;采用炭黑N3 3 0补强的NR/TPI和SBR/TPI并用胶综合性能较好 ,可用作高速低滚动阻力轮胎胎面胶。     

炭黑和硫化程度对天然橡胶硫化胶疲劳性能的影响

研究了4种不同粒径的炭黑和不同硫化程度对天然橡胶(NR)硫化胶在25℃和100℃下耐疲劳性能的影响。结果表明,NR硫化胶的疲劳性能与炭黑粒径、硫化程度和疲劳温度有关,不同炭黑填充的NR硫化胶在100℃下的疲劳寿命均高于25℃下的疲劳寿命,100℃下疲劳破坏后胶料的交联密度增高,而25℃下疲劳破坏后则降低;100℃下以工艺正硫化时间(t_(90))制备的胶料疲劳寿命高,填充大粒径炭黑有利于延缓胶料的初始破坏,25℃下以理论正硫化时间(t_(100))制备的胶料疲劳寿命高,填充小粒径炭黑有利于延缓胶料的初始破坏。     

炭黑/煤矸石/碳纳米管复合填料体系对天然橡胶性能的影响研究*

利用硝酸氧化法对碳纳米管(CNTs)进行纯化,并用环氧天然橡胶(ENR)进行改性处理。结合胶质量分数测定结果表明, ENR用量15%(质量)时效果最佳。采用胶乳凝聚法制备CNTs/天然橡胶(NR)母料。煤矸石粉(CG)经高温煅烧和表面改性处理。 将CNTs/天然橡胶(NR)母料、CG和炭黑(CB)通过机械混炼法与天然橡胶及配合剂混合,制备CB/CG/CNTs/NR复合材料,并对复合材料进行硫化特性及物理机械性能。结果表明： CNTs延迟硫化效应明显;相比炭黑,CG对硫化具有促进作用。硫化特性和甲苯溶胀法测定结果表明,在填料份数相同的条件下,单独由CB填充的NR有最大的交联密度,CNTs对交联密度影响不明显。物理机械性能测试结果表明,当CG：CB：CNTs=17.5:16.5:1(Phr)时,NR硫化胶的300%定伸应力和扯断伸长率明显高于单独由CB填充NR,而拉伸强度与之接近,复合填料样填充NR具有较好的综合性能。扫描电镜测试结果表明,复合填料在NR基体中分布均匀。