橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

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。     

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。     

改性白炭黑在天然橡胶中的分散性及防老作用EI北大核心CSCD

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)与3,5-二叔丁基-4-羟基苯乙酸为改性剂,通过两步法改性白炭黑(SiO_2),制备得到一种具有防老功能的白炭黑,将防老白炭黑添加到天然橡胶(NR)中,制备防老SiO_2/NR复合材料,并与未改性SiO_2/NR复合材料进行对比。结果表明,防老SiO_2/NR的焦烧时间变化不大,正硫化时间缩短了35.43%;橡胶加工分析仪与扫描电镜测试结果显示,白炭黑经过接枝改性后在天然橡胶中的分散性得到改善。在100℃下,随着老化时间的不同,防老SiO_2/NR的断裂伸长率变化率与拉伸强度变化率降幅小于未改性SiO_2/NR复合材料。最后,采用FlynnWall-Ozawa法考察了防老SiO_2/NR硫化胶的热氧化活化能,发现白炭黑接枝了防老剂后,SiO_2/NR的热氧化活化能有所提高,起始热失重温度提高了13.4℃。     

改性白炭黑在天然橡胶中的分散性及防老作用

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)与3,5-二叔丁基-4-羟基苯乙酸为改性剂,通过两步法改性白炭黑(SiO_2),制备得到一种具有防老功能的白炭黑,将防老白炭黑添加到天然橡胶(NR)中,制备防老SiO_2/NR复合材料,并与未改性SiO_2/NR复合材料进行对比。结果表明,防老SiO_2/NR的焦烧时间变化不大,正硫化时间缩短了35.43%;橡胶加工分析仪与扫描电镜测试结果显示,白炭黑经过接枝改性后在天然橡胶中的分散性得到改善。在100℃下,随着老化时间的不同,防老SiO_2/NR的断裂伸长率变化率与拉伸强度变化率降幅小于未改性SiO_2/NR复合材料。最后,采用FlynnWall-Ozawa法考察了防老SiO_2/NR硫化胶的热氧化活化能,发现白炭黑接枝了防老剂后,SiO_2/NR的热氧化活化能有所提高,起始热失重温度提高了13.4℃。     

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。     

石墨表面修饰补强天然橡胶的性能

选用偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(NDZ-105)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对石墨进行表面处理,研究改性石墨复合材料的硫化、力学、耐切割、加工等性能。结果表明:石墨在橡胶基体中的分散性明显提高,石墨和橡胶分子链之间形成的物理缠结点增多;改性材料的100%、300%的定伸强度及拉伸强度均明显提高,耐切割性能均有提升;KH570改性石墨材料的综合性能最好;Payne效应明显减弱,但动态损耗因子略有增大。     

新型偶联剂改性气相白炭黑对天然橡胶性能的影响

采用了湿法改性的方式分别制备了偶联剂KH560-油胺(KH560-OA)、KH560-十八胺(KH560-ODA)、双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性的气相白炭黑,然后采用机械共混方法制备了不同硅烷偶联剂改性的白炭黑/NR复合材料,并研究各种改性白炭黑对NR多种性能的影响。研究结果表明,4种偶联剂对白炭黑的改性效果明显,硫化性能、力学性能、加工性能均有所提高;综合各项性能,自制偶联剂KH560-OA改性效果最佳,拉伸强度达到最大(33.34 MPa),磨耗体积最小为0.203 cm~3,并且综合动态机械性能最佳。     

离子液体改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

用离子液体1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑(AMI)改性白炭黑(SiO_2),制备改性白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料。采用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜等方法分析了改性前后白炭黑的微观结构,研究了AMI对SiO_2/NR复合材料结构与性能的影响。结果表明,AMI改性白炭黑可明显提高白炭黑的分散性,减小白炭黑在橡胶基体中的实际分布粒径,提高白炭黑与橡胶基体的界面相互作用,增加橡胶复合材料的结合胶含量,提高复合材料的综合力学性能。当AMI用量为2 phr时,白炭黑在橡胶基体中的分散性最好,分布粒径最小,结合胶含量最高,综合力学性能最好。与未改性的SiO_2/NR复合材料相比,AMI-SiO_2/NR复合材料拉伸强度提高了18%,撕裂强度提高了41.4%,300%定伸应力提高了39.2%,100%定伸应力提高了25%。     

离子液体改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

用离子液体1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑(AMI)改性白炭黑(SiO_2),制备改性白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料。采用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜等方法分析了改性前后白炭黑的微观结构,研究了AMI对SiO_2/NR复合材料结构与性能的影响。结果表明,AMI改性白炭黑可明显提高白炭黑的分散性,减小白炭黑在橡胶基体中的实际分布粒径,提高白炭黑与橡胶基体的界面相互作用,增加橡胶复合材料的结合胶含量,提高复合材料的综合力学性能。当AMI用量为2 phr时,白炭黑在橡胶基体中的分散性最好,分布粒径最小,结合胶含量最高,综合力学性能最好。与未改性的SiO_2/NR复合材料相比,AMI-SiO_2/NR复合材料拉伸强度提高了18%,撕裂强度提高了41.4%,300%定伸应力提高了39.2%,100%定伸应力提高了25%。     

不同偶联剂对白炭黑表面的改性及其表征

采用3种硅烷偶联剂双-[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)对沉淀法白炭黑粉体进行有机湿法改性。借助傅里叶红外光谱、接触角仪、纳米粒度及Zeta电位仪、扫描电镜等检测手段对白炭黑改性前后的结构及性能进行表征,研究考察3种不同偶联剂对沉淀法白炭黑的疏水性及分散性的影响。结果表明:3种不同硅烷偶联剂都已成功接枝到白炭黑表面,其中Si69改性的白炭黑剩余羟基数与未改性白炭黑表面羟基数的比值最小,为34.23%;经偶联剂改性后的白炭黑,团聚现象减弱,粒径分布变窄,分散性得到改善,疏水性大小依次为Si69-Si O_2KH570-Si O_211-100-Si O_2;综合对比3种偶联剂的改性效果,Si69的改性效果最好。     

复配偶联剂对SiO_2/聚四氟乙烯复合材料性能的影响

制备了不同组分配比的氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)-苯基三甲氧基硅烷(Z6124)复配偶联剂(KH550-Z6124)改性SiO2/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,系统地研究了KH550-Z6124组分配比对复合材料介电性能、吸水率和导热性能的影响。采用Lichtenecker模型计算了SiO2/PTFE复合材料的介电常数和介电损耗理论值,并与实验值进行对比。结果表明:当KH550、Z6124的含量(以SiO2的质量为基准)分别为0.3wt%和1.7wt%时,KH550-Z6124改性SiO2/PTFE复合材料的介电损耗由Z6124改性SiO2/PTFE复合材料的1.7×10-3降低至1.0×10-3,吸水率由0.082 6wt%降低至0.020 3wt%,导热率提高66%;SEM形貌分析发现KH550-Z6124改性SiO2颗粒在PTFE基体中均匀分散,界面连接更紧密;KH550-Z6124改性SiO2/PTFE复合材料的介电常数和介电损耗实验值更接近其理论值。     

酚醛-蒙脱土和KH550-埃洛石复配改性尼龙6的制备及性能

通过自制的酚醛-纳米蒙脱土(PF-MMT)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷-纳米埃洛石(KH550-HNTs)以不同质量配比复配改性PA6,研究了不同复配比例对PA6结晶性能、热稳定性、吸水性和力学性能的影响.结果表明:PF-MMT复配KH550-HNTs改性PA6提高了体系的热稳定性和抗吸水性,Tg变化不大,但结晶度下降.纳米PF-MMT复配KH550-HNTs/PA6复合材料的刚性得到提高,韧性有所下降,尤其是弯曲强度得到较大提高.     

机械共混法制备改性氧化石墨烯/天然橡胶复合材料及性能表征

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用硅烷偶联剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对氧化石墨烯进行改性,得到改性氧化石墨烯(MGO),并用红外光谱、X射线衍射仪和扫描电镜对其进行表征分析。用机械共混的方法制备MGO/天然橡胶(NR)复合材料,研究了MGO/NR复合橡胶的力学性能、动态性能以及动态生热性能,并与GO/NR复合材料性能对比。结果表明,经KH-550改性后的氧化石墨烯能有效地去除部分亲水基团,改善其在天然橡胶中的分散性。随着MGO用量的增加,复合材料的力学性能有所提高,损耗因子和动态温升均有所提高,Payne效应增大。     

酚醛-蒙脱土和KH550-埃洛石复配改性尼龙6的制备及性能

通过自制的酚醛-纳米蒙脱土(PF-MMT)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷-纳米埃洛石(KH550-HNTs)以不同质量配比复配改性PA6, 研究了不同复配比例对PA6结晶性能、热稳定性、吸水性和力学性能的影响。结果表明: PF-MMT复配KH550-HNTs改性PA6提高了体系的热稳定性和抗吸水性, T_g变化不大, 但结晶度下降。纳米PF-MMT复配KH550-HNTs/PA6复合材料的刚性得到提高, 韧性有所下降, 尤其是弯曲强度得到较大提高。     

含硫偶联剂对白炭黑-天然橡胶的硫化特性及力学性能的影响

在橡胶加工体系中,采用偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)与硫磺(S)进行互配,保持橡胶内部硫含量不变,制备白炭黑(SiO_2)-天然橡胶(NR)复合材料;借助无转子流变仪、万能拉伸试验机、橡胶加工分析仪等对白炭黑-天然橡胶复合材料进行表征,考察不同Si69-S互配对橡胶复合材料的硫化特性及力学性能的影响。结果表明:随着Si69逐渐替代S含量,白炭黑-天然橡胶复合材料的硫化特性得到改善,白炭黑在天然橡胶基体中的团聚程度减弱,分散性逐渐提高;硫化温度越高,反应速率常数越大;随着Si69逐渐减少,S量逐渐增多,断裂伸长率与撕裂强度总体呈增大趋势;当Si69质量为4.2 g、S的质量为1 g时,硫化胶的拉伸强度达到最大值,为33.8 MPa。     

硅烷偶联剂改性聚氨酯的研究

从原料和工艺两方面出发,对以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为基础的硅烷改性聚氨酯(SPU)进行了改善.原料方面,改性后的KH550由伯氨基转化为仲氨基,反应活性降低;工艺方面,将KH550加料顺序提前.试验结果表明:这两种方法均有利于降低SPU树脂的黏度和提高反应平稳性;较好解决了由于黏度上升太快引起的KH550自聚凝团问题.     

白炭黑的功能化改性及其改性橡胶基复合材料的制备与表征

利用沉淀法白炭黑生产工艺,在相同的条件下,选用不同质量分数的羟基羧酸酯作为改性剂进行湿法改性,研究了白炭黑/天然橡胶(NR)复合橡胶的力学性能、动态性能以及动态生热性能。结果表明:制备的白炭黑均为非晶态白炭黑,采用质量分数为6%的羟基羧酸酯改性的白炭黑,其分散性好,颗粒分布均匀,呈近球状,经羟基羧酸酯改性后的白炭黑有效的去除了部分亲水基团,改善了其在NR中的分散性。随着白炭黑用量的增加,分散性变差,损耗因子和动态温升均有所提高,Payne效应增大。当白炭黑用量达到临界值(白炭黑与NR质量比为40∶100)时,白炭黑/NR复合材料表现出较好的性能,改性白炭黑/NR复合材料比未改性白炭黑/NR复合材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率有所提高,而磨耗体积和动态生热则有所下降。动态力学性能测试结果表明,改性白炭黑与天然橡胶的质量比为40∶100时,改性白炭黑/NR复合材料的60℃滚动阻力损耗因子由0.123降到0.104。SEM结果表明,改性白炭黑在橡胶基体中的分散性优于未改性白炭黑,与NR基体界面结合的更加紧密。     

硅氧烷改性水性聚氨酯乳液的附着性能

利用硅氧烷（γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷（KH560））改性水性聚氨酯乳液,考察了改性后乳液成膜在无机基材表面附着力的变化。KH560改性的乳液成膜在无机基材表面具有较好的附着力,其中对玻璃的干附着力可达1级,对标准马口铁也可达1～2级;在浸水后,尤其在玻璃表面附着力保持最好,附...     

改性累托石粉体的制备及其填充橡胶复合材料的结构与性能

利用喷雾干燥法制备了硅烷偶联剂KH550改性的累托石粉体, 考察了喷嘴进口温度对制备的累托石粉体表面性质、结构及形貌的影响。将累托石粉体分别加入到丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)中, 通过熔融共混法制备了改性累托石/橡胶复合材料, 研究了累托石在橡胶基体中的分散状态及其对基体的增强效果。结果表明: 随着进气温度的提高, 与累托石复合的KH550的量也随之增加; KH550分子插层进入累托石层间, 阻碍了片层的再聚集, 片层堆砌更加无序蓬松; 改性累托石在SBR中出现了局部团聚现象, 在NBR中分散较均匀, 而在NR中分散状态最好; 与相应的纯橡胶相比, 改性累托石填充的SBR和NBR基复合材料的各项力学性能均有所提高, 而其填充的NR基复合材料的定伸应力提高, 拉伸强度和撕裂强度基本不变, 断裂伸长率有所下降。