不同种类低共熔溶剂对白炭黑填充丁苯橡胶物理机械性能的影响

以低共熔溶剂（DES）为白炭黑的改性剂,通过与双[3-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物（TESPT）并用进行原位反应改善白炭黑在丁苯橡胶中的分散性,研究了不同种类DES对白炭黑/丁苯橡胶复合材料硫化特性、加工性能、物理机械性能和微观形貌的影响。结果表明,氯化胆碱/尿素与TESPT并用可以明显改善白炭黑在丁苯橡胶中的分散性,使Payne效应减弱,并提升白炭黑/丁苯橡胶硫化胶的力学性能和压缩疲劳性能;氯化胆碱/乙二酸与TESPT并用对提高白炭黑与丁苯橡胶界面结合力效果显著,所得白炭黑/丁苯橡胶复合材料的耐磨性能优异;而当DES用量较大时改性效果不佳。     

硅烷偶联剂对白炭黑补强天然橡胶形态的影响

填料-橡胶相互作用是橡胶补强的关键参数。研究了含或不含硅烷双(三乙氧基硅丙基)四硫烷(TESPT)的条件下,白炭黑补强天然橡胶(NR)的形态。用原子力显微镜(AFM)观察到,使用TESPT时,白炭黑在NR中的微分散获得改善。采用基于透射电子显微镜(TEM)的网络可视化技术研究了NR中白炭黑-橡胶的相互作用。TESPT增强了填料-橡胶结合,阻止了空洞的形成。     

功能橡胶助剂Silane-M对SBR/无机填料复合材料力学性能及动态力学性能的影响

分别用3-苯并噻唑硫代-1-丙基-三乙氧基硅烷(Silane-M)和TESPT与白炭黑、埃洛石、纳米碳酸钙三种填料制备了三种SBR/无机填料复合材料,研究发现,两种硅烷都可以增大复合材料的表观交联密度,提高其模量、强度和抗动态疲劳性能。含Silane-M的复合材料的表观交联密度比含TESPT的复合材料要高,其力学性能和动态力学性能要优于含TESPT的复合材料。     

白炭黑补强NR的形态:硅烷偶联剂的影响

正高分散白炭黑已成为轮胎胎面胶料补强填料炭黑的较好替代物。采用白炭黑可显著改善轿车轮胎的滚动阻力。但由于白炭黑具有高极性和亲水性,所以与非极性橡胶(例如天然橡胶(NR))不相容。因此,混炼白炭黑和橡胶较困难。需要双官能硅烷偶联剂(例如双(三乙氧基硅烷基丙基)四硫化物)(TESPT)通过在白炭黑表面与橡胶链之间形成化学键来改善纳米级填料-橡胶的相互作用。使用硅烷(例如TESPT)时需要在橡胶加工     

硅烷偶联剂用量对白炭黑补强BIIR力学性能和结构的影响

先将白炭黑与用不同用量(0~4 phr)的硅烷偶联剂(双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物,简称TESPT)在高混机中进行预处理,然后将溴化丁基橡胶(BIIR)和白炭黑以及其他助剂通过模压硫化成型,得到BIIR硫化胶。随着TESPT用量的增加,BIIR硫化胶的力学性能不断提升,并在TESPT用量为2 phr时出现峰值,并通过力学性能、硫化性能和扫描电镜测试对其影响机理进行了研究。研究表明,适量的TESPT预处理白炭黑可以使BIIR-白炭黑复合体系界面作用增强,同时能够提高白炭黑的分散性,从而改善了BIIR硫化胶的力学性能;相反,过量的TESPT会起到增塑剂的作用,导致BIIR交联密度下降,同时加工过程中白炭黑团聚增多,降低了白炭黑的分散性,从而影响了BIIR硫化胶的力学性能。     

橡胶助剂Silane-M在SBR/无机填料复合材料中的应用

分别用3-苯并噻唑硫代-1-丙基-三乙氧基硅烷(Silane-M)和TESPT与白炭黑、埃洛石、纳米碳酸钙三种填料制备了三种SBR/无机填料复合材料,研究发现,两种硅烷都可以改善无机填料在SBR橡胶基体中的分散,增大复合材料的表观交联密度,提高其模量、强度、耐磨性能和抗动态疲劳性能。但含Silane-M的复合材料的表观交联密度比含TESPT的复合材料要高,其力学性能和动态力学性能要优于含TESPT的复合材料。     

偶联剂类型对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

从力学性能、动态压缩疲劳生热、动态力学性能等方面对比了分别由SnCl_4和SiCl_4偶联的溶聚丁苯橡胶(SSBR)与白炭黑所制备复合材料的性能,并利用测定结合橡胶含量、橡胶加工分析仪及Kraus模型等手段探讨了两种SSBR与白炭黑的相互作用。结果表明,与用SnCl_4偶联所制备的SSBR相比,经SiCl_4偶联制得的SSBR与白炭黑的相互作用力更强,白炭黑的分散性更好。所制备SSBR/白炭黑复合材料的力学性能更好,压缩温升更低,滚动阻力更小,抗湿滑性能更好。     

不同填料对丁苯橡胶硫化胶应力软化效应的影响

研究炭黑、白炭黑和白炭黑/硅烷偶联剂TESPT填充丁苯橡胶硫化胶的应力软化效应,并通过扫描电子显微镜表征填料在胶料中的分散程度,探讨填料-填料相互作用、橡胶-填料相互作用、循环加载拉伸及恢复条件等因素对硫化胶应力软化效应的影响。结果表明:炭黑填充硫化胶的应力软化效应最强,白炭黑填充硫化胶的应力软化效应最弱,加入硅烷偶联剂TESPT后白炭黑填充硫化胶的应力软化效应增强;白炭黑填充硫化胶的应变能恢复程度最高,炭黑填充硫化胶次之,白炭黑/硅烷偶联剂TESPT填充硫化胶最低。     

含硫硅烷偶联剂对白炭黑填充天然橡胶填料网络结构及流变行为的影响

通过橡胶加工分析仪研究了分别添加偶联荆双(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)、3-丙酰基硫代-1-丙基-三甲氧基硅烷(PXT)的白炭黑填充天然橡胶(NR)混炼胶的填料网络结构,考察了3种偶联剂对白炭黑填充NR混炼胶的门尼黏度及流变形为的影响.结果表明,3种偶联剂均使白炭黑填料网络化程度大幅度减轻,弹性模量和损耗模量变小,Payne效应大大减弱,增大了胶料的流动性,改善了加工性能;PXT与TESPT比TESPD更能有效地减轻填料的网络化程度.     

复合硅烷体系在白炭黑配方中应用研究

硅烷偶联剂用在白炭黑配方中,用于提高白炭黑在配方中的分散性,有利于增强轮胎的湿地抓着力和滚动阻力。正辛基三乙氧基硅烷(OTES)是一种单官能团硅烷偶联剂,可以显著的提高白炭黑的亲油性。本文研究了OTES与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(TESPT)的复合硅烷体系,使用红外及热重分析方法分析了复合硅烷体系对白炭黑的改性,还研究了复合硅烷体系对白炭黑填充胶料的加工、物理及动态性能。结果显示,为防止胶料交联密度的下降,OTES需要在TESPT用量恒定时额外添加。同时,OTES能延长胶料的焦烧时间,进一步提高白炭黑分散性,而对胶料物性仅有略微的负面影响。     

环氧化天然橡胶复合材料性能研究

采用新方法制备环氧化天然橡胶(ENR)/白炭黑和天然橡胶(NR)/ENR/白炭黑复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:ENR/白炭黑复合材料的热稳定性优于ENR;在NR/ENR并用胶中加入白炭黑和硅烷偶联剂KH-550,NR/ENR/白炭黑复合材料0℃时的损耗因子(tanδ)增大,65℃时的tanδ值减小,复合材料的抗湿滑性能提高,滚动阻力减小。     

Preparation and performance of oleylamine modified silica-reinforced natural rubber composites

Oleylamine (OA) modified silica (SiO₂-g-OA) was prepared using γ-(2,3-epoxypropoxy) propytrimethoxysilane (KH560) and OA, silica/natural rubber (NR) and SiO₂-g-OA/NR composites were prepared by mechanical blending in an internal mixer, and SiO₂-g-OA was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, thermal gravimetric analyzer, and contact angle analyzer. The mechanical properties, abrasion resistance, curing characteristics, Payne effect, and morphology of silica/NR and SiO₂-g-OA /NR composites were investigated using universal testing machine, Akron abrasion tester, rubber processing analyzer, and scanning electron microscope, respectively. The results showed that SiO₂-g-OA became more hydrophobic and had better compatibility with NR. Moreover, SiO₂-g-OA/NR had weaker Payne effect, better vulcanization performance, and more excellent mechanical properties. As the content of filler was more than 30 phr, SiO₂-g-OA/NR had lower rolling resistance and higher wet skid resistance. Compared with silica modified by other coupling agents, SiO₂-g-OA had the best reinforcement effect on NR.     

不同苯乙烯含量的充油溶聚丁苯橡胶在高性能轮胎胎面胶中的应用

以溶聚丁苯橡胶（SSBR）Buna VSL 5025-1和2438-2HM、乳聚丁苯橡胶（ESBR）1712和1721并用BR9000为基体,以炭黑和白炭黑为补强剂,对比研究几种胶料的硫化特性、物理性能、动态力学性能、耐磨性能和抗湿滑性能。结果表明：与ESBR1712和1721胶料相比,炭黑或白炭黑填充SSBR Buna VSL 5025-1和2438-2HM胶料的操作安全性、耐磨性能、抗湿滑性能较好;白炭黑填充SSBR Buna VSL 5025-1和2438-2HM胶料的滚动阻力较小、耐热老化性能较差,炭黑填充SSBR Buna VSL 5025-1和2438-2HM胶料的滚动阻力较大、耐热老化性能较好。     

超细全硫化粉末丁苯橡胶对胎面胶性能的影响

研究超细全硫化粉末丁苯橡胶（UFPSBR）对天然橡胶（NR）/丁苯橡胶/顺丁橡胶（BR）胎面胶性能的影响。结果表明：与未加UFPSBR的胎面胶相比,加入2～3份UFPSBR的NR/溶聚丁苯橡胶/BR胎面胶拉伸强度略有减小,耐磨性能和抗湿滑性能提高,生热降低;加入1～2份UFPSBR的NR/乳聚丁苯橡胶/BR胎面胶拉伸强度增大,抗湿滑性能略有提高,滚动阻力变化不大,耐磨性能下降。     

白炭黑/炭黑复合填充对NR性能的影响

在白炭黑和炭黑填料总量一定的情况下,研究了不同白炭黑/炭黑配比对NR性能的影响。结果表明,白炭黑用量增加,NR硫化速率下降,体系中炭黑填料网络被破坏且白炭黑-橡胶间较弱的相互作用也会对NR硫化胶力学性能产生一系列影响。DMA结果表明,加入20~25份白炭黑对提高硫化胶的抗湿滑性和降低滚动阻力最为有效。     

白炭黑在环氧化天然橡胶中的应用

摘要：研究在不使用任何偶联剂的条件下,白炭黑在环氧化天然橡胶（ENR）中的应用。白炭黑在天然橡胶（NR）中会发生明显的团聚,而在ENR中的团聚情况可得到明显改善,且ENR的环氧化程度越高,白炭黑的分散性越好。ENR白炭黑胶料表现出良好的抗湿滑性能和较低的滚动阻力,白炭黑用量大T20份时,ENR/白炭黑胶料的压缩生热明显低于NR／炭黑胶料。     

白炭黑对累托石/天然橡胶纳米复合材料结构与性能的影响

采用乳液法制备累托石(REC)/天然橡胶(NR)纳米复合材料,研究白炭黑对REC/NR复合材料结构和性能的影响。结果表明:白炭黑粒子可以插入累托石片层形成网络结构。加入少量白炭黑后,REC/NR复合材料的物理性能变化不大。随着白炭黑用量的增大,复合材料的抗湿滑性能、抗切割性能和耐磨性能提高,压缩生热逐渐增大,当白炭黑用量为15份时,复合材料的耐磨性能最好;当白炭黑用量为20份时,复合材料的抗切割性能和抗湿滑性能较好。     

Interfacial interactions and properties of natural rubber–silica composites with liquid natural rubber as a compatibilizer and prepared by a wet‐compounding method

Natural rubber–silica [W(NR–SiO₂)] composites were prepared by wet‐compounding technology with liquid natural rubber (LNR) as a compatibilizer. The effects of the LNR content and wet‐compounding technology on the filler dispersion, Payne effect, curing characteristics, mechanical properties, and interfacial interactions were investigated. The results show that the incorporation of LNR promoted vulcanization and decreased the Payne effect of the W(NR–SiO₂) composites. With the addition of 5 phr LNR, the remarkable improvements in the mechanical properties of the W(NR–SiO₂) vulcanizates were correlated with the improved silica dispersion and strengthened interfacial bonding. Furthermore, the W(NR–SiO₂) vulcanizates containing LNR exhibited improvements in both the wet‐skid resistance and rolling‐resistance performance. The interfacial interactions, quantitatively evaluated by the Mooney–Rivlin equation and Lorenz–Park equation on the basis of the rubber elasticity and reinforcement theory, were strengthened in the presence of LNR. Accordingly, an interfacial structural model was proposed to illustrate the improvements in the mechanical properties of the W(NR–SiO₂) composites. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46457.