天然橡胶/纳米氧化锌复合材料研究进展

综述了纳米氧化锌制备、改性方法对NR性能的影响,以及纳米氧化锌复合材料的应用研究情况。纳米氧化锌粒径小,比表面积大,具有表面效应和高活性。改性的纳米氧化锌可以在天然橡胶中实现良好分散,可达到提高胶料性能目的,同时降低了ZnO的用量。应用于汽车轮胎、减震器、橡胶止水带,效果显著,符合当今环保发展的趋势。     

纳米二氧化硅的结构及表面改性对橡胶复合材料性能影响的研究进展

分析了纳米SiO_2结构及表面改性对其填充橡胶复合材料性能的影响,对比了不同表面改性方法对SiO_2增强效果的影响,指出基于良好分散性的适度结构化和高效功能化表面改性是提高SiO_2增强橡胶复合材料性能的重要因素.简要介绍了纳米SiO_2在橡胶复合材料中的应用研究现状.     

纳米氧化锌表面包覆二氧化硅的性能研究

采用直接沉淀法制备了纳米ZnO,以ZnSO4·7H2O和Na2CO3为原料,并用硅酸钠水解生成的SiO2对其进行了表面包覆改性。通过采用红外吸收光谱（FT-IR）,X射线衍射（XRD）对改性前后的ZnO进行表征。结果表明,ZnO表面形成的包覆物是以非晶态形式存在的,改性后纳米ZnO对紫外光的屏蔽性能有所下降,光催化活性明显下降,进一步证明了纳米ZnO颗粒表面存在二氧化硅包覆层,使纳米ZnO稳定化。     

聚苯醚/聚苯乙烯/纳米二氧化硅复合材料的制备及其结构与性能

通过熔融共混法制备了聚苯醚(PPE)/聚苯乙烯(PS)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,并采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、力学性能测试及Hakke流变仪等研究了复合材料的结构与性能。结果表明,纳米SiO2均匀分散在PPE/PS基体中,粒径随着SiO2含量的增加而增大;随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度呈现先增大后降低的趋势,弯曲强度和玻璃化转变温度逐渐增大,蠕变量则逐渐降低。     

水性聚氨酯/纳米二氧化硅杂化材料的研究进展

介绍了制备水性聚氨酯(WPU)/纳米Si O2(二氧化硅)杂化材料的几种方法(如纳米Si O2表面改性法、溶胶-凝胶法和原位聚合法等),特别综述了采用化学接枝改性法制备纳米Si O2和溶胶-凝胶法制备共价键连接的杂化材料的研究进展。最后对WPU/纳米Si O2杂化材料的发展方向提出了建议。     

二氧化硅纳米复合材料的研究进展

SiO2粒子具有许多特性,利用它来制备纳米复合材料,可以得到许多具有特殊性能或性能更加优异的复合材料。本文综述了金属／SiO2、无机／SiO2、聚合物／SiO2纳米复合材料的研究进展。     

改性二氧化硅/NR纳米复合材料结构与性能研究

采用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)对二氧化硅进行表面改性,制备改性二氧化硅/NR纳米复合材料,并对其微观结构和物理性能进行研究.结果表明,改性二氧化硅均匀分散在天然胶乳基体中;扫描电子显微镜分析显示复合材料呈界面模糊的海岛结构;改性二氧化硅/NR纳米复合材料的物理性能较NR胶料大幅提高;随着改性二氧化硅用量的增大,改性二氧化硅/NR纳米复合材料的物理性能先提高后降低;当改性二氧化硅的用量为5.3份时,纳米复合材料的综合物理性能较好.     

二氧化硅对纳米氧化锌热稳定性的影响

为了抑制纳米氧化锌的光催化活性,通过硅酸钠水解生成二氧化硅对氧化锌进行表面包覆。对包覆二氧化硅的纳米氧化锌进行热处理,研究了二氧化硅对纳米氧化锌热稳定性的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、氮吸附仪和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对所得样品进行表征,并对纳米氧化锌的光稳定性进行评价。结果表明,合适的热处理温度为600℃,适当的热处理有助于提高包覆层的均匀性和致密性,而且在热处理过程中纳米氧化锌的晶粒生长得到了有效抑制。     

PUA/纳米SiO_2预聚体制备及其UV固化杂化材料性能研究

在HDI(六亚甲基二异氰酸酯)三聚体表面接枝纳米SiO_2(二氧化硅),然后再与HEA(丙烯酸羟乙酯)进行反应,制备了PUA(聚氨酯丙烯酸酯)/纳米SiO_2预聚体及其UV(紫外光)固化的杂化材料,并探讨了PUA/纳米SiO_2预聚体掺量对杂化材料的硬度、柔韧性、耐冲击性、透明性和耐热性等影响。研究结果表明:当w(PUA/纳米SiO_2预聚体)=60%(相对于杂化材料质量而言)时,杂化材料的综合性能相对最好,表现为其固化时间为38 s、硬度为6H、柔韧性为1 mm、耐冲击性为26.5 kg·cm、透光率超过90%和耐热性(超过250℃)较佳。     

纳米氧化锌/EPDM复合材料的性能研究

试验研究纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能,并与炭黑和白炭黑补强的EPDM胶料进行对比.结果表明,纳米氧化锌的导热性能明显优于炭黑和白炭黑等传统补强填料,其对EPDM具有较好的补强作用,纳米氧化锌/EPDM复合材料的生热较低;采用偶联剂Si69对纳米氧化锌进行原位改性可以改善纳米氧化锌粒子与EPDM间的界面作用,提高其分散性,从而显著提高复合材料的物理性能,降低生热;改性纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能良好,可用于动态工况下使用的橡胶制品.     

天然虾青素改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备与性能

采用天然虾青素对白炭黑表面进行物理改性，并与天然橡胶（NR）制备成复合材料。利用RPA、DMA、SEM等测试手段对天然虾青素改性白炭黑/天然橡胶复合材料的结构与性能进行表征。结果表明，在硫化特性方面，与未采用天然虾青素改性白炭黑相比，采用天然虾青素改性白炭黑所得胶料的焦烧时间和工艺正硫化时间均缩短，促进了橡胶的硫化过程；在物理力学性能方面，所得硫化胶的拉伸强度基本不变，回弹性和耐磨性明显增加，压缩生热降低；在动态黏弹性方面，所得硫化胶的Payne效应明显降低，填料的分散性在一定程度上得到改善；在动态力学性能方面，所得硫化胶的滚动阻力降低，玻璃化转变温度提高。特别地，在耐老化方面，天然虾青素改性白炭黑/天然橡胶复合材料的耐热空气老化性能明显提高。     

原位生成甲基丙烯酸锌对天然胶/气相法白炭黑纳米复合材料力学性能及加工性能的作用

研究了气相法白炭黑及甲基丙烯酸锌（ZDMA）对天然胶的力学性能、加工性能的影响.ZDMA采用原位生成的方法制备.力学性能的结果表明：ZDMA和气相法白炭黑对NR有协同补强的效应.橡胶加工性能分析（RPA）表明：ZDMA的加入,不仅能使天然胶/气相法白炭黑体系的加工性能得到很好的改善,而且能降低60 ℃时硫化胶的损耗因子.     

Improved dispersion and physico-mechanical properties of rubber/silica composites through new silane grafting

3-Octanoylthio-1-propyltriethoxysilane (a new silane) grafted styrene butadiene rubber/ silica composites were prepared in the present work, where grafting weight percentage of the base rubber (0%, 2%, 4%, and 6%) and filler content of the composites (0, 5, 15, 35, and 50 phr) were varied to investigate dispersion of the filler in the rubber. A detailed quantitative study of morphology-physical property relationship of the composites using dispersion degree parameter was carried out. Pronounced improvement of dispersion was observed with increasing grafting weight percentage of the base rubber. A mechanism of polymer to filler interaction was shown by Fourier transform infrared spectroscopy. The dispersion rate constant from the torque-time curve increased with the grafting percentage. Bound rubber content and Payne effect measurement indicated improved rubber-filler interaction for the grafted rubber compound. A relation between low strain modulus of the composites and grafting percentage was proposed. The nanoindentation studies gave further insight into the results. Other physico-mechanical properties at different grafting weight percentages at particular filler loading (50 phr) and at different filler loadings at a particular grafting weight percentage (4%) were evaluated. The improved mechanical and dynamic mechanical properties with increasing grafting weight percentage are an indication that this methodology could be used in green tire application.     

The effects of natural astaxanthin-modified silica on properties of natural rubber

Natural astaxanthin is a natural substance extracted from algae such as Haematococcus pluvialis. Its molecular structure contains conjugated double bonds as well as keto and hydroxyl groups, and therefore it has high activity. In this research, natural astaxanthin was used to modify the surface of the silica, and its effects on natural rubber vulcanization properties, physical and mechanical properties, dynamic properties, and antiaging properties were studied by means of rubber process analyzer, dynamic mechanical anaylsis, and scanning electron microscopy. The results showed that natural astaxanthin-modified silica could reduce the degree of delayed vulcanization. At the same time, the resilience and abrasion resistance of the obtained vulcanizates were increased. The DIN abrasion volume of the vulcanizates modified and reinforced by the second strategy decreased by 19.2% and 23.6%, respectively; the Payne effect of the natural astaxanthin-modified silica/NR composites was weakened, and the dispersibility of the filler and the compatibility with the rubber matrix was significantly improved. Regardless of which strategy was used to modify the silica, the vulcanizates had a lower rolling resistance. Specially, it could greatly improve the hot air aging resistance property of rubber. Natural astaxanthin as being a renewable feedstock is expected to have a quite broad applications in the rubber industry. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 136, 47287.     

氧化石墨烯/天然橡胶复合材料的制备与性能

采用己内酰胺（CPL）改性氧化石墨烯（GO）（CPL-GO）,与天然橡胶（NR）复合后通过熔融共混法制备了CPL-GO/NR复合材料。考察了CPL-GO用量对CPL-GO/NR复合材料物理机械性能、界面相互作用和气体阻隔性能的影响。结果表明,CPL改性GO后,X射线衍射层间距增加,片层堆砌更为松散,CPL-GO与水接触角增至91.2°。当CPL-GO的质量分数为2.0%时,CPL-GO/NR复合材料的拉伸强度为26.1 MPa,较纯NR提高了50.9%。随着CPL-GO用量的增加,复合材料的储能模量增加,损耗因子的峰值减小,表明GO经CPL表面改性后与NR复合,增强了两相界面间的相互作用,从而提高了复合材料抵抗变形的能力。在40 ℃下,当CPL-GO的质量分数为3.0%时,CPL-GO/NR复合材料的气体渗透系数较纯NR下降了57.1%。     

白炭黑/顺丁橡胶/丁苯橡胶复合材料力学性能的影响因素

研究了影响白炭黑/顺丁橡胶/丁苯橡胶复合材料力学性能的因素。结果表明,白炭黑(ZQ601)适宜的改性配方和条件为:聚乙二醇6000、油酸及硅烷偶联剂Si-69的用量均为2%(以白炭黑质量计,下同),硬脂酸质量分数1%;温度100℃,时间10 min。制备白炭黑/顺丁橡胶/丁苯橡胶复合材料适宜的硫化配方和条件为:氧化锌3.0份(质量,下同),硬脂酸2.0份,促进剂DM 0.5份,促进剂D0.5份,促进剂CZ 1.0份,防老剂4010 NA 1.0份,切片石蜡1.0份,硫黄0.5份,改性白炭黑90份;温度140℃,时间10 min。所制备复合材料的拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度及邵尔A硬度分别达到了6.54 MPa、474%、20.11 kN/m和56,符合农业用轮胎及垫带的国标要求。     

负载型纳米氧化锌在橡胶中的应用研究

氧化锌作为一种良好的硫化活性剂,在橡胶生产中已被广泛使用,但锌基材料对人体健康和生态环境存在不良影响,因此如何在橡胶配方中减少锌的含量已经成为目前橡胶行业重要的研究课题。纳米氧化锌因为具有纳米粒子特有的优势,因此在使用中可以达到锌减量的目的,但纳米粒子容易团聚,限制了纳米效应的发挥;广东韶关凯鸿纳米材料有限公司开发了一种负载型的纳米氧化锌,将纳米氧化锌粒子包覆在载体上的新型制品,提高反应活性,减少团聚,可以使纳米氧化锌充分发挥纳米粒子的优势,同时有效的减少锌在橡胶制品中的残余量。本工作分别采用普通氧化锌、纳米氧化锌、负载型纳米氧化锌(C型、A型、S型)作为活化剂,其中负载型纳米氧化锌依据载体不同进行分类,C型的载体为碳酸钙,A型的载体为氧化铝,S型载体为二氧化硅。通过各项性能测试实验,重点研究负载型纳米氧化锌对橡胶综合性能的影响。实验结果表明,相对于普通氧化锌,负载型纳米氧化锌作为活化剂,可以在锌的使用量明显下降的情况下,制备出达到甚至优于普通氧化锌制品性能的橡胶复合材料。其中,3份用量的A型负载型纳米氧化锌的活化作用最优。     

白炭黑/天然橡胶复合材料疲劳过程中微观结构与性能演变

本研究采用单轴疲劳机对白炭黑/天然橡胶复合材料样品进行了不同程度的疲劳,并对样品在不同阶段的微观结构和力学性能进行了表征。透射电镜扫描显示在疲劳过程中白炭黑的分散程度以及填料网络出现了先变好后变差的现象。溶胀法测试交联密度显示交联密度也经历了一个先降低后升高再降低的过程,说明复合材料的填料网络和交联网络在疲劳的过程中经历了一个破坏重建再破坏的过程。动态热机械分析仪(DMA)显示在疲劳过程中样品的玻璃化转变温度是先降低后升高。模量-应变曲线显示10万次疲劳后的试样内部填料的分散非常均匀,Payne效应减弱。力学性能测试表明经历了5-10万次的疲劳后,样品的力学性能超过了未疲劳样品。     

ZnO/石墨烯复合材料的制备及性能研究

本文将采用溶胶-凝胶法制备纳米ZnO和通过Hummers法制备的石墨烯进行简单的一步超声复合,得到ZnO/石墨烯复合材料。利用XRD、TEM以及紫外可见分光光度计对所制备的ZnO和石墨烯样品进行测试表征,并以亚甲基蓝的降解效率来评价ZnO/石墨烯复合材料的光催化活性能。研究表明:ZnO/石墨烯的光催活性较纯氧化锌提高了4倍有余,当石墨烯质量比为15%时,ZnO/石墨烯的光催化活性最强。