粘土/炭黑/NR纳米复合材料的性能研究

在乳液插层法制备的粘土／NR纳米复合材料中加入炭黑，制得粘土／炭黑／NR纳米复合材料，并对其微观结构和性能进行研究。结果表明，炭黑的加入并没有影响粘土在NR基体中的分散状态，粘士炭黑和在NR基体中均达到纳米级分散；炭黑的加入削弱了粘土所形成填料网络的强度，从而改善了复合材料的加工性能；与粘土／NR纳米复合材料相比，粘土／炭黑／NR纳米复合材料的综合物理性能较好。     

氢化丁腈橡胶/丁腈橡胶耐热密封复合材料的性能研究

研究炭黑、白炭黑、碳酸钙和陶土对氢化丁腈橡胶（HNBR）/丁腈橡胶（NBR）耐热密封复合材料的硫化特性、物理性能、耐热空气老化性能和耐油性能的影响。结果表明：白炭黑补强并用胶的耐热空气老化性能和耐油性能较好,但压缩永久变形大;陶土和碳酸钙补强并用胶的各项性能均较差;炭黑N220补强并用胶的物理性能较好,压缩永久变形小,更适合作为制备HNBR/NBR耐热密封材料的补强填料;炭黑N220和N330在并用胶中分散均匀,而炭黑N770分散不均匀,粒子聚集体较多。     

原位法制备沉淀白炭黑／NR纳米复合材料的研究

以硅酸钠为前驱体,在天然胶乳凝固制备天然橡胶（NR）的过程中,原位生成沉淀白炭黑来制备沉淀白炭黑／NR纳米复合材料,扫描电镜（SEM）研究表明该方法可以成功得到沉淀白炭黑／NR纳米复合材料,物理机械性能研究表明沉淀白炭黑对NR有较好的补强作用,在纳米沉淀白炭黑用量为8份时复合材料的综合性能最好。     

碳酸钙晶须增强炭黑NRNBR橡胶复合材料的研究

天然橡胶（NR）与丁腈橡胶（NBR）共混,共混胶兼并NR物理机械性能及NBR耐油性能,但炭黑补强/NR/NBR橡胶复合材料物理机械性能相比炭黑补强NR橡胶复合材料差。在炭黑补强/NR/NBR橡胶复合材料中,加入碳酸钙晶须旨在增强复合材料物理机械性能,提高其使用范围。本文采用钛酸酯偶联剂对碳酸钙晶须进行改性,研究改性后碳酸钙晶须对炭黑/ NR/ NBR橡胶复合材料性能的影响。结果表明：钛酸酯偶联剂改性后的碳酸钙晶须,表面性能改变,有效提高了碳酸钙晶须与炭黑/NR/NBR橡胶复合材料的相容性。当碳酸钙晶须用量为4份时,复合材料的综合性能最佳,有效改善复合材料Payne效应。     

纳米粘土/炭黑/天然橡胶复合材料动态性能的研究

以纳米粘土部分等量替代炭黑填充天然橡胶(NR),制备纳米粘土/炭黑/NR复合材料,研究纳米粘土用量对复合材料动态性能的影响。结果表明:当纳米粘土用量较小时,纳米粘土/炭黑/NR复合材料中填料分散性较好;与炭黑/NR复合材料相比,纳米粘土/炭黑/NR复合材料的滞后损失、动刚度和动静刚度比降低,当纳米粘土用量为2份时,复合材料的动态压缩生热和动静刚度比最低。     

原位聚合插层法制备氢化丁腈橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料

通过原位聚合和混炼插层法制备了氢化丁腈橡胶（HNBR）／有机蒙脱土（OMMT）纳米复合材料,并对其结构、力学性能和耐热空气老化性能进行了研究。结果表明,有机蒙脱土以插层／剥离共存的结构分散在橡胶基体中。在178℃×96h的热空气老化条件下,HNBR／OMMT纳米复合材料的耐热空气老化性能优于高耐磨炭黑填充的HNBR复合材料。     

热空气老化对补强氢化丁腈橡胶性能的影响

研究不同补强剂补强氢化丁腈橡胶（HNBR）在热空气老化过程中的物理性能和动态力学性能变化。结果表明：当补强剂用量均为30份时,甲基丙烯酸镁(MDMA)补强的HNBR硫化胶综合物理性能最好,甲基丙烯酸锌（ZDMA）补强的硫化胶次之,炭黑和白炭黑补强的硫化胶较差;ZDMA和MDMA补强的硫化胶耐老化性能较好;热空气老化后,不同补强剂补强的HNBR硫化胶的损耗因子峰值均有所降低,且老化时间越长,降低幅度越大;炭黑补强的HNBR硫化胶抗湿滑性能最佳,MDMA补强的硫化胶滚动阻力最低。     

热解炭黑和碳纳米管对橡胶的补强效应研究

研究炭黑N234和CBp补强天然橡胶（NR）/顺丁橡胶（BR）并用胶的性能，以及炭黑N234补强和CBp与CNTs协同补强溶聚丁苯橡胶（SSBR）/NR并用胶的性能。结果表明：相比于炭黑N234，CBp可以延迟胶料的硫化；与炭黑N234补强NR/BR并用胶相比，CBp补强NR/BR并用胶60 ℃时的tanδ显著减小，说明CBp可以一定程度上降低NR/BR并用胶的滚动阻力；在CBp与CNTs协同补强SSBR/NR并用胶中，CNTs对SSBR/NR并用胶的补强作用明显；30份CBp与2份CNTs协同补强SSBR/NR并用胶的综合物理性能与20份炭黑N234补强SSBR/NR并用胶相当，且0 ℃时的tanδ增大，说明CNTs可以改善SSBR/NR并用胶的抗湿滑性能。     

不同硫化体系对天然橡胶的动静态性能的影响研究

分别制备了以炭黑和白炭黑为补强填料的不同硫化体系天然橡胶(NR)复合材料,研究硫化体系对NR胶料静态和动态性能的影响。结果表明:普通硫化体系硫化胶具有较高的交联密度、较好的物理性能和优异的耐磨性能;对于白炭黑补强体系,普通硫化体系硫化胶具有最低的滚动阻力;而对于炭黑补强体系,平衡硫化体系硫化胶具有最低的滚动阻力;胶料拉伸强度的增大有利于耐磨性的提高。     

热空气老化对补强氢化丁腈橡胶性能的影响

研究不同补强剂补强氢化丁腈橡胶(HNBR)在热空气老化过程中的物理性能和动态力学性能变化。结果表明:当补强剂用量均为30份时,甲基丙烯酸镁(MDMA)补强的HNBR硫化胶综合物理性能最好,甲基丙烯酸锌(ZDMA)补强的硫化胶次之,炭黑和白炭黑补强的硫化胶较差;ZDMA和MDMA补强的硫化胶耐老化性能较好;热空气老化后,不同补强剂补强的HNBR硫化胶的损耗因子峰值均有所降低,且老化时间越长,降低幅度越大;炭黑补强的HNBR硫化胶抗湿滑性能最佳,MDMA补强的硫化胶滚动阻力最低。     

片层钠基蒙脱土调控炭黑对天然橡胶/丁苯橡胶纳米复合材料性能的影响

采用乳液共混法先制备天然橡胶(NR)/片层钠基蒙脱土(Na-MMT)、丁苯橡胶(SBR)/Na-MMT和NR/SBR/Na-MMT母胶,再制备得到相应的NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料,研究Na-MMT对NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料的微观形貌、物理性能和耐磨性能的影响。结果表明：采用NR/Na-MMT母胶共混法制备的NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料中Na-MMT的分散效果最好,剥离状态的Na-MMT占比最大,炭黑的分散明显改善,片层Na-MMT可在一定程度上调控炭黑在NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料中的偏析行为;该橡胶纳米复合材料的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率最大,阿克隆磨耗量最小(0.177 cm³),磨耗表面沟壑最浅,耐磨性能最佳。     

NR/BR/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究及其在轮胎胎面胶中的应用

采用机械混炼法制备了天然橡胶/顺丁橡胶/有机蒙脱土(NR/BR/OMMT)纳米复合材料,并对复合材料的结构与性能进行了表征。OMMT可明显提高橡胶基体的耐油性能和物理机械性能,降低混炼胶的焦烧时间(Ts)和正硫化时间(T90),起到了促进硫化作用。轮胎胎面胶配合显示,OMMT与炭黑并用补强NR/BR共混胶,明显改善其力学性能与耐磨耗性能。     

NR／BR／OMMT纳米复合材料的研究（Ⅰ）复合材料的制备及表征

选用自制的3种有机蒙脱土（OMMT）。利用机械共混法制备了天然橡胶／顺丁橡胶／有机蒙脱土（NR／BR／OMMT）纳米复合材料,测试了复合材料的力学性能,研究了复合材料的耐老化和耐溶剂性能。结果表明：3种OMMT对复合材料的补强效果明显不同,其中2#OMMT为最佳．其断裂强度和撕裂强度均提高近1倍,耐老化和耐溶剂性能也最优异。     

炭黑/纳米粘土/甲基丙烯酸锌并用对NBR硫化胶的协同补强效应

采用正交试验法．研究了炭黑、纳米粘土和甲基丙烯酸锌3种补强剂并用对丁腈橡胶（NBR）综合性能的影响。优选了补强剂的并用配比，当炭黑／纳米粘土／甲基丙烯酸锌的质量比为1／0．7／0．3时，NBR的综合性能较好。进一步研究了炭黑／纳米粘土／甲基丙烯酸锌补强剂并用对NBR硫化胶的协同补强效应。NBR硫化胶补强性的提高，一方面需要粒子与大分子之间有较强的结合力，另一方面也需要粒子表面上的分子产生滑移。     

超微细SiO2的制备及其对天然橡胶硫化胶结构与性能的影响

研究了溶胶-凝胶法和反胶团法制备的超微细SiO2填充天然橡胶(NR)硫化胶的硫化特性和力学性能，并与未改性纳米SiO2、KH-570改性纳米SiO2进行了比较结果表明：SiO2的制备方法和SiO2的填充质量分数对NR硫化胶的硫化特性有很大的影响，溶胶-凝胶法和反胶团法制备的超微细SiO2填充NR硫化胶的门尼焦烧时间缩短，综合力学性能优于纳米SiO2／NR硫化胶；试片的拉伸断面电子扫描显微镜(SEM)观察表明，制备的超微细SiO2在NR硫化胶中的分散性较好，拉伸断面的NR基质产生了剪切变形的痕迹。体现了超微细SiO2对NR硫化胶较强的补强效果。     

炭黑对NR／TPI并用胶补强性能的影响研究

研究了炭黑种类扣用量对天然橡胶（NR）／反式-1,4-聚异戊二烯（TPI）并用胶的补强效果。结果表明,合适的混炼工艺下,NR／TPI并用胶中炭黑种类选择N330、其用量为45～50份时,并用胶的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率最佳,回弹性、硬度适中。屈挠和压缩生热性能较好,达到了对NR／TPI并用胶综合力学性能预期的结果。     

工业水玻璃制备SiO2/NR复合材料的研究

将超微细SiO2的制备工艺与天然橡胶（NR）的制备工艺相结合，以工业水玻璃为原料，采用溶胶-凝胶法制备SiO2溶胶和凝胶，再以天然鲜胶乳共沉-共凝制备SiO2／NR复合材料。实验结果表明：共沉-共凝法制备的SiO2／NR复合材料的综合力学性能明显优于机械共混法制备的复合材料；当SiO2质量分数为10％时，硫化胶的拉伸强度和撕裂强度分别比机械共混法制备的硫化胶提高了51％和49％，比纯NR硫化胶提高了88％和62％。复合材料拉伸断面电子扫描显微镜（SEM）观察表明，采用溶胶-凝胶法制备的超微细SiO2在NR硫化胶中的分散性较好，界面结合紧密，体现了超微细SiO2对NR具有较强的补强效果。     

改性煅烧高岭土在车钩支撑装置用橡胶材料中的应用与性能研究

制备改性煅烧高岭土/炭黑/天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:改性煅烧高岭土对NR/BR/EPDM并用胶具有一定的补强作用,添加适量改性煅烧高岭土可使复合材料具有良好的拉伸强度、电绝缘性能和耐热老化性能;以复合材料制备的动车组车钩支撑装置具有良好的刚度和耐压性能以及较长的使用寿命。     

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。     

天然橡胶和原位白炭黑制备的“绿色”纳米复合材料

一般来说，工业橡胶制品是用纳米无机填料填充的橡胶一纳米复合材料制备的。同时，这是一类软材料。软纳米复合材料使复合材料的用途正在不断扩大。在原料聚合物中，天然橡胶（NR）是软组分的选用材料。例如，重型充气轮胎（如航空轮胎和重型载重汽车轮胎）和抗振系统用橡胶支座就是由NR、适用的补强填料及交联用交联剂制成的。迄今为止，炭黑是一种橡胶工业广泛应用的补强填料，而白炭黑的应用迅速扩大，尤其是用于制造所谓的“绿色轮胎”。橡胶／粒状白炭黑复合材料在降低滚动阻力和生热方面优于炭黑。用白炭黑填充的NR已成为对环境无污染的“绿色”材料，因为NR是可再生的生物材料，且白炭黑的原材料在地球上贮量丰富，但炭黑从石油中获取，会耗尽。