不同改性白炭黑增强天然橡胶复合材料的性能研究

采用不同硅烷偶联剂(Si69、KH560和NXT)对白炭黑进行改性处理来提高SiO_2/天然橡胶(SiO_2/NR)复合材料的性能。通过力学性能、结合胶含量、硫化性能和扫描电镜检测来分析不同改性白炭黑填充复合材料的影响。结果表明:白炭黑的改性处理改善了复合材料的强度、定伸应力等性能,提高了复合材料的结合胶含量;缩短了复合材料的硫化时间,降低了最小转矩,使混炼胶的流动性提高,减轻了填料网络结构;偶联剂的加入改善白炭黑与橡胶的相容性,使白炭黑分散均匀,从而提高了复合材料的性能。     

黄原酸酯基硅烷偶联剂的合成及在丁苯橡胶复合材料中的应用

采用相转移催化法制备了不同烷基链长的乙基黄原酸酯基丙基三乙氧基硅烷（EXS）和辛基黄原酸酯基丙基三乙氧基硅烷（OXS），利用2种黄原酸酯基硅烷偶联剂改性白炭黑并补强丁苯橡胶，研究了复合材料的加工性能、硫化性能、力学性能、耐磨性能、压缩生热、动态力学性能等，同时制备了双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物（Si-69）和封端型巯基硅烷偶联剂（NXT）改性的复合材料作为对比，探究了新型偶联剂取代NXT和Si-69在橡胶工业中应用的可行性。结果表明，长烷基链的OXS改性的复合材料门尼黏度最低，加工安全性高但硫化速度略慢；新型偶联剂改性的复合材料的力学性能、硬度和耐磨性都优于NXT改性的复合材料，同时滚动阻力较低；采用EXS改性的白炭黑在橡胶基体中的分散性较好，填料-橡胶间的相互作用较大。     

界面层结构对填充聚丙烯力学性能及流变行为的影响

本文采用各类偶联剂处理填充改性聚丙烯的无机填料。实验结果表明,硅烷类 KH-550偶联剂在界面层形成刚性架的有机硅烷膜复盖层结构,使填充聚丙烯屈服强度明显提高,断裂面形貌为界面结合较好的脆性断裂。TSC,NDZ-201,OLT-671和 DL-411等酯类偶联剂在界面形成线型柔性链的单分子层结构,使填充聚丙烯冲击强度、断裂仲长率提高,加工流动性能明显改善。     

高岭土杂化填料填充丁苯橡胶复合材料的热稳定及燃烧性能

将改性高岭土(MK)、炭黑(CB)、白炭黑(PS)填充丁苯橡胶制备了一系列橡胶复合材料,分析了高岭土填充份数、填料类型、填料配合对丁苯橡胶热稳定性及阻燃性能的影响。结果表明:高岭土对丁苯橡胶热稳定性能的增强作用显著,与炭黑相当,略优于白炭黑;与炭黑配合填充时,复合材料的热分解高峰得到有效延迟。复合材料的燃烧氧指数随着高岭土填充量的增大而增大,其阻燃作用与白炭黑相当,略逊于炭黑。高岭土与白炭黑配合填充时的氧指数优于两者单独填充。     

含硫硅烷偶联剂对天然橡胶/白炭黑复合材料力学性能及动态力学性能的影响

采用双(三乙氧基丙基硅烷)四硫化物(TESPT)、双(三乙氧基丙基硅烷)二硫化物(TESPD)和3-丙酰基硫代-1-丙基-三甲氧基硅烷(PXT)制备了天然橡胶/白炭黑复合材料。用扫描电镜(SEM)表征了白炭黑在橡胶中的分布形态。SEM表明,与TESPT和TESPD相比,PXT改性白炭黑在橡胶中分散最好,分布最均匀。力学测试表明,含TESPT的复合材料其定伸应力最大,而含PXT的拉伸与撕裂强度最大。利用橡胶加工分析仪对天然橡胶/白炭黑复合材料的动态力学性能分析表明,三种偶联剂改善了白炭黑的表面特性,大大减轻填料网络化,使储能模量、损耗模量和损耗因子减小,其中PXT的改性综合效果最好。     

钛酸酯偶联剂在塑料中的应用

钛酸酯偶联剂在塑料中的应用杜仕国（石家庄军械工程学院）一、前言在塑料填充改性中，为了改善无机填料与有机聚合物之间的亲和性，往往采用偶联剂对无机填料的表面进行处理，使其由亲水性变为憎水性，从而增强填料与聚合物之间的界面粘结，改善无机填利的分散效果，并提...     

高岭土的湿法球磨改性及其填充橡胶复合材料的力学性能

以湿法球磨改性高岭土、炭黑、白炭黑作为原材料,对天然橡胶、丁苯橡胶进行填充,制备了橡胶复合材料,主要考察了浆液浓度、改性剂类型、改性剂用量对高岭土粒度的影响,以及填料用量、填料类型、填料配合对橡胶复合材料力学性能的影响.结果表明:高岭土浆液浓度为20％,KH-Si69用量为2.8％时获得最小粒径的改性高岭土;高岭土填充橡胶与纯橡胶相比,其拉伸强度和撕裂强度有较大提高;高岭土的补强作用明显,跟白炭黑相当,与炭黑仍有一定差距;填料配合填充丁苯橡胶时,高岭土可部分替代炭黑、完全替代白炭黑,有效降低制品的生产成本.     

接枝改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶裂纹生长行为的影响

白炭黑是一种重要的橡胶填料,通过硅烷偶联剂改性,制备了不同接枝率白炭黑填充的溶聚丁苯橡胶。研究表明,接枝改性后白炭黑在橡胶基体中的分散得到改善,增强效果提升,裂纹生长速率随接枝率显著降低。进一步在动态载荷下对橡胶裂纹尖端进行正面观察其韧带生成、生长以及断裂的情况,发现随接枝率的提高,裂纹尖端韧带分布呈均匀化和细化的趋势。基于开裂形态与断裂面分析揭示了改性白炭黑填充溶聚丁苯橡胶抗裂纹生长能力提高的原因。     

Si-69在白炭黑填充的EPDM硫化胶中的补强作用

本文用溶胀法测定了白炭黑填充的EPDM硫化胶中橡胶-填料间的相互作用程度。试验结果表明:硅烷偶联剂Si-69具有增强聚合物-填料间相互作用的能力。从凝胶含量,物理性能等方面,进一步证实了Si-69在白炭黑填充的三元乙丙胶中具有一定的补强作用。     

橡胶增强用新型硅烷偶联剂

由于石油危机,人们对研究无机物填充弹性体发生了极大的兴趣。乙烯基硅烷、硫醇硅烷、氨基硅烷和烷氧基硅烷是熟知的橡胶活性硅烷偶联剂。加入橡胶中的硅烷偶联剂的重量是填料重量的0.2%～2%。填料表面被硅烷偶联剂改性,偶联剂使其本身、填料和弹性体在硫化后发生交联,有利于改善橡胶的力学性能。     

Vulcanization characteristics and dynamic mechanical behavior of natural rubber reinforced with silane modified silica

Two silane coupling agents were used for hydrolysis-condensation reaction modification of nanosilica surfaces. The surface characteristics were analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The vulcanization kinetics of natural rubber (NR) + silica composites was studied and compared to behavior of the neat NR using differential scanning calorimetry (DSC) in the dynamic scan mode. Dynamic mechanical analysis (DMA) was performed to evaluate the effects of the surface modification. Activation energy E(a) values for the reaction are obtained. The presence of silica, modified or otherwise, inhibits the vulcanization reaction of NR. The neat silica containing system has the lowest cure rate index and the highest activation energy for the vulcanization reaction. The coupling agent with longer chains causes more swelling and moves the glass transition temperature T(g) downwards. Below the glass transition region, silica causes a lowering of the dynamic storage modulus G', a result of hindering the cure reaction. Above the glass transition, silica-again modified or otherwise-provides the expected reinforcement effect.     

填充剂表面改性对硫化胶磨耗性能及形态的影响

研究了13种表面改性剂对白炭黑填充天然橡胶／顺丁橡胶（NR／BR）硫化胶磨耗性能及其形态的影响，结果表明，改性剂改变了白炭黑和橡胶的结合形式，进而影响硫化胶的耐磨性，其耐磨性的优劣顺序为：硅烷类偶联剂＞表面活性剂＞钛酸酯类偶联剂，SEM照片对硫化胶磨面的形态分析起到了宏观力学性能和微观的结构分析所达不到的作用，硫化胶的耐磨性越差，其磨纹表面的凸棱越粗。     

ESBR/SiO2胶乳的破乳动力学及复合材料性能

系统探究了NaCl和CaCl2溶液絮凝乳聚丁苯橡胶/白炭黑(ESBR/SiO2)胶乳的行为及破乳动力学,考察了硅烷偶联剂TESPT和NXT对复合材料力学性能、动态黏弹性能和流变性能的影响。研究发现,NaCl溶液破乳呈现匀速破乳、加速破乳的过程,而CaCl2溶液破乳则呈现匀速破乳、加速破乳和减速破乳3个阶段。白炭黑粒子对体系破乳效应的影响存在差异,这主要是因为二价Ca^2+对电荷中和能力比一价Na^+高,导致白炭黑的成核中心作用不同。此外,发现硅烷偶联剂NXT使白炭黑在橡胶基体中的分散性显著提高,使其复合材料的硫化性能得到优化,力学性能明显提高,在保持抗湿滑性能时滚动阻力明显降低。     

纳米介孔MCM-41-M/偶联剂体系对天然橡胶性能的影响

制备了天然橡胶(NR)/MCM-41-M、NR/偶联剂化学改性纳米介孔MCM-41-M、NR/MCM-41-M/偶联剂复合材料,研究了不同含量的MCM-41-M、不同种类偶联剂对MCM 41-M的改性以及偶联剂的添加方式对NR复合材料性能的影响.结果表明;MCM-41-M在NR中有明显的补强作用,当代替3份炭黑时NR基复合材料的拉伸强度达到最大值,比纯NR提高了12.7%。与MCM-41-M和KH-570直接添加到NR中相比,MCM-41-M经偶联剂KH-570改性使拉伸强度提高了50%。将MCM-41-M用偶联剂KH 570改性后添加到NR中,使NR的玻璃化转变温度升高、玻璃化转变区的损耗角减小、储能模量提高到最大。     

高岭土/白炭黑并用填充天然橡胶复合材料的性能

以高岭土和白炭黑作为增强剂,采用熔融共混法制备了一系列的天然橡胶(NR)复合材料,并对其微观结构、气体阻隔性能和力学性能进行了表征.结果表明,改性高岭土(MK)以片层结构,白炭黑(PS)以球状结构,均匀分散于NR基体之中;MK与PS单独填充NR时,随着MK填充量的增加,NR复合材料的气体阻隔性能逐渐提高,而且MK的增强...     

偶联剂对纳米SiO2／树脂复合材料显微形貌及性能的影响

采用不同的偶联剂KH550、KH560和KH570对纳米SiO2进行表面处理,然后将其与拼混树脂制成复合材料。利用TEM、FT-IR和TGA等分析测试手段对不同偶联剂处理的纳米SiO2进行表征和分析,同时对复合材料的显微形貌及耐热性能进行一定的考察。结果表明,SiO2与三种偶联剂均形成化学键合。相比之下,用KH560处理的SiO2在基体树脂中分散性较好,复合材料耐热性较高。     

硅烷偶联剂在填充橡胶中的应用

介绍了硅烷偶联剂对填充橡胶性能的影响。硅烷偶联剂与填料发生反应,使其由亲水性变为疏水性,改善填料的分散性,从而增大与橡胶的相互作用,提高填充硫化胶的物理性能和动态力学性能。     

改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对白炭黑进行表面改性,并制备改性白炭黑/天然橡胶复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电镜、橡胶加工分析仪等测试手段对改性白炭黑及改性SiO_2/NR复合材料的结构与性能进行了表征,并研究其硫化性能及力学性能。结果表明,经FT-IR、TG分析,3种硅烷偶联剂已成功接枝到白炭黑表面;改性SiO_2/NR复合材料相对于未改性SiO_2/NR,焦烧时间变长,正硫化时间缩短,结合胶含量增大;改性SiO_2/NR与未改性SiO_2/NR相比其定伸应力、撕裂强度明显提高,但断裂伸长率有所减小;改性白炭黑在天然橡胶基体中的分散性明显提高,其中Si69-SiO_2在天然橡胶基体中的分散性最好;Si69-SiO_2/NR复合材料的滚动阻力与生热最低;改性后的SiO_2/NR复合材料的拉伸断面粗糙程度增加。     

Substantiating the role of phase bicontinuity and interfacial bonding in epoxy-silica nanocomposites

Nanocomposites consisting of an epoxy network matrix and a silica reinforcing phase were produced from a resin mixture functionalized with alkoxysilane coupling agents. Particulate nanocomposites were obtained by dispersing silica-organosol particles in the resin, while bicontinuous phase nanocomposirtes were obtained by the in-situ hydrolysis and condensation of tetraethoxysilane containing minor amounts of γ-glycidoxyl trimethoxysilane. Functionalization of the epoxy resin with an amine silane coupling agent was found to be more effective in aiding the dispersion of silica sol particles in the resin than the corresponding resin functionalized with a mercaptan silane coupling agent. Similar differences in the efficiency of coupling agent grafted on to the epoxy resin were observed for bicontinuous phase nanocomposites. The amine silane functionalization produces denser silica domains, which results in a higher rubber-plateau modulus and higher resistance to solvent penetration. The study also showed that the particulate nanocomposites are very ineffective in improving the solvent resistance of the base resin, even when the resin is grafted with a very efficient amine silane coupling agent, which promotes interfacial bonding. The different types of morphology were characterized by transmission electron microscopy and small angle X-ray scattering analysis.