改性纳米二氧化硅的制备及其在溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶中的应用

摘要：以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为修饰剂,采用液相原位表面修饰技术,制备了可分散性纳米二氧化硅,并将这种改性后的纳米二氧化硅应用到溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶体系,对其进行力学性能、磨耗性能、流变性能测试,考察了修饰剂的不同用量对复合材料上述性能的影响。傅里叶红外光谱表明,KH570已经成功通过化学键键合在二氧化硅表面,扫描电镜显示其团聚减弱,分散性提高。橡胶纳米复合材料的力学性能有所改善,在修饰量为25-50mmol/kg时性能最佳;耐磨性能明显提高,尤其是修饰量为50mmol/kg时,磨耗体积最少,降低了33.85%;明显降低了Payne效应,减弱了二氧化硅的团聚,提高了其在橡胶基体中的分散性。     

微晶纤维素在溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶中的应用

研究微晶纤维素部分替代白炭黑对溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶性能的影响。结果表明:在白炭黑或白炭黑/炭黑填充SSBR/BR并用胶中,当微晶纤维素用量不超过9份时,硫化胶的物理性能变化不大;当微晶纤维素用量超过9份时,硫化胶的物理性能下降;随着微晶纤维素用量的增大,胶料的门尼粘度总体减小,填料的网络化程度降低,Payne效应减弱,损耗因子减小。     

改性松香树脂用量对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响

研究了改性松香树脂用量对溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶硫化性能、物理机械性能、抗湿滑性能及动态力学性能的影响。结果表明,随着改性松香树脂用量的增加,SSBR/BR硫化胶的邵尔A硬度、100%定伸应力、300%定伸应力及回弹率逐渐降低,拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度、磨耗及压缩疲劳温升逐渐增加。并且随着改性松香树脂用量的增加,SSBR/BR胶料的湿摩擦系数逐渐增大,接触角逐渐减小,增加了胶料与路面的湿接触面积。同时,改性松香树脂在胶料中分相,硫化胶的损耗因子峰值提高,玻璃化转变温度向高温方向移动,提高了硫化胶0℃时的损耗因子,而不影响60℃时的损耗因子,使得SSBR/BR胶料在抗湿滑性能提高的同时,基本不影响其滚动阻力。     

不同结构顺丁橡胶/溶聚丁苯橡胶并用胶的性能研究

研究不同结构顺丁橡胶(BR)[镍系BR(NiBR)牌号9000,钕系BR(NdBR)牌号CB24,SKD-NdII,Nd22EZ和Nd24EZ]对BR/溶聚丁苯橡胶(SSBR)并用胶性能的影响。结果表明:5种牌号BR的顺式1,4-结构摩尔分数基本一致(约为0. 96);采用NiBR的硫化胶性能与采用NdBR的硫化胶无明显差别,甚至部分性能略优;采用CB24的硫化胶物理性能、耐疲劳裂纹扩展性能和抗切割性能较好,抗湿滑性能优良,但滚动阻力较大;采用Nd24EZ的硫化胶撕裂强度较大,裂纹扩展速率较小;采用Nd22EZ的硫化胶抗湿滑性能较好,滚动阻力较小;采用Nd22EZ与Nd24EZ的硫化胶中白炭黑的分散性较好。     

环保型溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶与白炭黑的相互作用研究

探讨了国产环保型溶聚丁苯橡胶SSBR2564S和端基硅偶联SSBR72612S在半钢子午胎胎面胶中的应用,研究了两种SSBR与BR并用对白炭黑分散性的影响,并进一步考查了各并用体系混炼胶和硫化胶的基本性能。结果表明：BR与白炭黑的相互作用较SSBR要弱,SSBR更利于白炭黑的分散,端基硅偶联SSBR与白炭黑的相互作用更强;BR能有效缩短并用胶的硫化时间,改善SSBR72612S的加工性能;随BR并用量的增加,硫化胶的耐磨性得到明显改善,断裂伸长率、撕裂强度和回弹均有所提升,而300%定伸应力降低。BR能降低SSBR2564S体系的滚动阻力,但使两种SSBR体系的抗湿滑性损失较大。     

环保型溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶与白炭黑的相互作用研究

研究环保型溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶与白炭黑的相互作用及其对胶料性能的影响。结果表明:随着BR用量增大,SSBR/BR并用胶的Payne效应增强,白炭黑分散性降低,交联密度和硫化速率增大,拉断伸长率、撕裂强度、回弹值和耐磨性能总体提高,抗湿滑性能降低;与SSBR2564S/BR并用胶相比,端基硅偶联的SSBR72612S/BR并用胶与白炭黑的相互作用较强,白炭黑分散性更好;加入BR可以降低SSBR72612S的门尼粘度,提高SSBR72612S/BR并用胶的物理性能和耐磨性能,降低滚动阻力。     

硅橡胶/溶聚丁苯橡胶并用胶在胎面胶中的应用研究

采用母胶法混炼工艺制备硅橡胶(MVQ)/溶聚丁苯橡胶(SSBR)并用胶,研究MVQ/SSBR并用比对胎面胶性能的影响。结果表明:随着MVQ用量的增大,胶料的最大转矩减小,正硫化时间变化不大;硫化胶的物理性能下降,耐磨性能提高,抗湿滑性能改善,压缩生热升高。     

白炭黑和白炭黑/炭黑并用补强末端基改性溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶的性能研究

研究白炭黑和白炭黑/炭黑并用补强单、双末端基改性溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶的性能。结果表明:SSBR末端基改性,尤其是双末端基改性,能够显著提高SSBR与白炭黑的相容性,从而提高SSBR/BR并用胶的综合物理性能和动态力学性能;SSBR的末端基改性效果在白炭黑/炭黑并用时不能有效发挥,白炭黑/炭黑并用补强末端基改性SSBR/BR并用胶的综合物理性能和动态力学性能均逊于白炭黑补强末端基改性SSBR/BR并用胶。     

硅烷化反应对端基改性溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响

将端基改性溶聚丁苯橡胶(SSBR)与顺丁橡胶(BR)并用,采用白炭黑作主要补强剂,并配合偶联剂Si69,研究硅烷化反应对胶料性能的影响。结果表明:与未进行硅烷化反应的胶料相比,进行硅烷化反应的混炼胶门尼粘度降低,焦烧时间缩短,硫化速度明显加快;进行硅烷化反应的硫化胶定伸应力和回弹值明显增大,生热和滚动阻力降低,抗湿滑性能提高。硅烷化反应可有效提高端基改性SSBR/BR并用胶性能,特别是动态力学性能。     

不同结构溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用性能研究

研究了不同结构溶聚丁苯橡胶(SSBR)与镍系顺丁橡胶(BR9000)并用对胶料性能的影响。结果表明,当SSBR/BR9000并用时,随着BR用量的增加,混炼胶的门尼粘度降低,硫化时间缩短;硫化胶的定伸应力、磨耗降低,回弹性、撕裂强度增大,拉伸强度、硬度基本保持不变;并用胶的G′增大,Payne效应增强;在大应变下SSBR所占比高时,G′值变得更高;SSBR并用BR后,随着BR用量的增加,胶料的滚动阻力呈降低趋势,抗湿滑性呈下降趋势。     

白炭黑用量对溶聚丁苯橡胶/稀土顺丁橡胶并用胶性能的影响

研究不同白炭黑用量对溶聚丁苯橡胶（SSBR）/稀土顺丁橡胶（NdBR）并用胶性能的影响。结果表明：在SSBR/NdBR并用体系中,随着白炭黑用量的增大,胶料的门尼粘度、FL和Fmax增大,门尼焦烧时间和t10缩短,t90延长;硫化胶的硬度和100%定伸应力增大,拉断伸长率、回弹值、DIN磨耗指数和动态切割量呈减小趋势,拉伸强度和撕裂强度先增大后减小,在白炭黑用量为80份时达到最大值;硫化胶的玻璃化温度呈降低趋势,0 ℃时的损耗因子（tanδ）先增大后减小,60 ℃时的tanδ增大;胶料的Payne效应增强,白炭黑分散性下降;硫化胶的湿地抓着性能先提高后降低,当白炭黑用量为110份时达到最佳。     

白炭黑增强溶聚丁苯橡胶2557 S/顺丁橡胶 9000并用胶的性能

采用白炭黑增强体系,对环保型溶聚丁苯橡胶（SSBR,牌号为2557 S）与顺丁橡胶（BR）并用胶性能进行了研究。结果表明,随着BR用量的增加,SSBR/BR混炼胶的加工性能逐渐好转,硫化时间缩短;随着BR用量的增加,SSBR/BR硫化胶的拉伸强度、定伸应力、硬度和DIN磨耗量逐渐降低,扯断伸长率和回弹性逐渐增大,压缩生热趋向升高,耐曲挠割口性能趋向劣化,而抗热氧老化性能则逐渐降低,耐低温性能变好,抗湿滑性能大幅下降,操控性能小幅下降,滚动阻力变化不大。     

白炭黑/纳米甲壳素/多层石墨烯对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响

将白炭黑、纳米甲壳素与多层石墨烯三者并用填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶,考察了多层石墨烯用量对并用胶硫化特性、物理机械性能、耐老化性能及Payne效应的影响。结果表明,加入多层石墨烯后,SSBR/BR混炼胶的焦烧时间及正硫化时间明显缩短,硫化速率加快,加工性能得到改善;随着多层石墨烯用量的增加,SSBR/BR硫化胶的拉伸强度略提高后降低,100%定伸应力及300%定伸应力逐渐降低,扯断伸长率增大,撕裂强度及邵尔A硬度变化不大;经热空气老化后,SSBR/BR硫化胶的拉伸强度变化率明显降低,综合考虑,多层石墨烯最佳用量为1.0份;随着多层石墨烯用量的增加,SSBR/BR混炼胶的Payne效应逐渐下降,而硫化胶的Payne效应变化不大。     

液体聚丁二烯对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶胎面性能的影响

考察了3种牌号液体聚丁二烯(LPBD)取代芳烃油及不同硫磺用量对溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胎面胶填料分散、物理机械性能及动态力学性能的影响.结果表明,添加3种牌号LPBD后,混炼胶的Payne效应减弱,均改善了补强填料的分散效果;硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性能均有提高;在相同硫磺用量下,LPB...     

纳米二氧化硅包覆改性滑石粉及对天然橡胶/丁苯橡胶并用胶的增强

分别采用溶胶-凝胶法和醇盐水解沉淀法,通过在醇的水溶液中以盐酸或氨水催化水解正硅酸乙酯制备纳米二氧化硅以包覆滑石粉,制备了具有核壳结构的改性滑石粉,并对其结构进行了表征。研究了在不同的正硅酸乙酯与滑石粉的配比、包覆温度及p H值等条件下所制备的改性滑石粉对天然橡胶/丁苯橡胶并用胶力学性能的影响。结果表明,所制备的改性滑石粉均为核壳结构; 当滑石粉与正硅酸乙酯的质量比为1/3、温度为60℃、p H值为9时,两种方法所制备改性滑石粉增强天然橡胶/丁苯橡胶并用胶的拉伸强度分别达到16.45 MPa和17.48 MPa,扯断伸长率分别为844%和703%,其他性能也得到了适当的改善。     

纳米二氧化硅填充星形溶聚丁苯橡胶/二氧化硅共凝聚胶的结构与性能

研究了有机化纳米SiO2分别填充星形溶聚丁苯橡胶(SSBR)和SSBR/SiO2共凝聚胶(N-SSBR)的结构与性能.结果表明,纳米SiO2在N-SSBR中的混入速度明显快于SSBR,N-SSBR中的SiO2粉体呈纳米尺度分散,N-SSBR的玻璃化转变温度较星形SSBR高1～2℃.有机化纳米SiO2,填充N-SSBR硫化胶的物理机械性能比其等量填充SSBR硫化胶的优异,其Payne效应小,分散性更好,玻璃化转变峰向高温偏移,损耗因子峰值降低,且60℃下的内摩擦损耗较低.     

甲基乙烯基硅橡胶/溶聚丁苯橡胶并用胶在轮胎胎面胶中的应用研究

采用甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)与溶聚丁苯橡胶(SSBR)并用制备胎面胶,并与传统SSBR胎面胶的性能进行对比。结果表明,与SSBR胶料相比,加入相容剂T的SSBR/MVQ并用胶硫化特性和物理性能并未显著下降,耐磨性能提高,生热和滚动阻力降低,符合高性能轮胎胎面胶需求。     

白炭黑/炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

研究了白炭黑分别与3种不同牌号的炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)复合材料硫化特性、力学性能、压缩生热、耐切割性能、耐磨性能、抗湿滑性能以及动态力学性能等的影响。结果表明,白炭黑与炭黑并用后,胶料的焦烧时间缩短,填料网络结构增强,生热和滚动阻力升高,力学性能提高,玻璃化转变温度降低,耐切割性能和抗湿滑性能下降;随着并用炭黑粒径的增大,胶料的焦烧时间缩短,生热和滚动阻力降低,耐磨性能和抗湿滑性能下降。     

停放时间对炭黑填充溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶挤出流变特性的影响

研究停放时间对炭黑填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶挤出流变特性的影响。结果表明:结合胶质量分数、应力松弛时间和门尼粘度均随停放时间的延长而增大,且变化规律相似;混炼胶的Payne效应和储能模量均随停放时间的延长而增大,表明炭黑聚集体在混炼胶停放过程中出现一定程度团聚;混炼胶的挤出粘度随着停放时间的延长略有增大;入口压力降随着停放时间的延长显著增大,且温度的影响较为明显;停放48 h后,混炼胶的挤出物均出现较为明显的锯齿形瑕疵,停放24 h混炼胶的挤出胀大比最小。对炭黑填充SSBR/BR并用胶体系而言,其最佳的停放时间为24 h。