高性能丁基橡胶/有机黏土纳米复合材料的新型制备方法

采用一种新型制备方法--预膨胀有机黏土与机械共混的方法制备丁基橡胶（IIR）/有机黏土纳米复合材料。实验结果表明,当有机黏土为10 phr时,采用预膨胀有机黏土（S-OC）与机械共混的方法制备的IIR/有机黏土纳米复合材料（IIR/S-OCNs）的拉伸强度和撕裂强度,明显优于采用熔体法制备的IIR/有机黏土（OC）纳米复合材料（IIR/OCNs）的相应性能,较纯丁基橡胶分别提高了4.96倍、0.22倍;当有机黏土为5 phr时,采用预膨胀有机黏土与机械共混的方法制备的IIR/S-OC纳米复合材料的气体渗透率,分别较纯IIR、熔体法制备的IIR/OC纳米复合材料下降了21.88%和12.50%。这种新型制备方法是将溶液制备方法的优点与熔体制备方法的优点有机地统一在了一起。该材料有可能在高级无内胎轮胎气密层以及其他要求高性能弹性体材料的领域获得应用。     

熔体法制备有机黏土/橡胶纳米复合材料的结构及性能

将有机黏土(OC)分别加入到天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)和三元乙丙橡胶(EPDM)中,通过熔体法制备了纳米复合材料。探讨了橡胶黏度及其分子结构对OC在复合材料中分散状况的影响,研究了复合材料的力学性能。结果表明,在以NR为基体的复合材料中。OC片层分散均匀,且剥离程度较高;在SBR,IIR,EPDM中,OC以插层结构为主,且插层效果从大到小的顺序依次为SBR,IIR,EPDM。与相应的纯胶相比,OC／NR纳米复合材料的定伸应力提高,拉伸强度和扯断伸长率有所下降;OC／SBR,OC／IIR,OC／EPDM纳米复合材料的定伸应力变化不大,拉伸强度和扯断伸长率明显提高,且OC／SBR和OC／EPDM复合材料的撕裂强度提高。     

OMMT/PP/EPDM纳米复合材料的结构与性能研究

研究机械共混法制备的有机蒙脱土(OMMT)/聚丙烯(PP)/EPDM纳米复合材料的亚微观结构、物理性能和热稳定性能。结果表明:采用十八烷基三甲基铵盐改性OMMT制备的OMMT/PP/EPDM纳米复合材料为插层型纳米复合材料,具有较优的物理性能;当OMMT用量较小时,复合材料的物理性能随着OMMT用量的增大而提高,且在OMMT用量为2份时表现出较好的综合物理性能;OMMT/PP/EPDM纳米复合材料具有优异的热稳定性能。     

有机粘土/丁基橡胶纳米复合材料的结构与性能

采用熔体共混法制备有机粘土（OC）/丁基橡胶（IIR）纳米复合材料（IIRCNs）,研究OC的结构变化以及IIRCNs的物理性能、微观相态和气体阻隔性能。结果表明：OC用量为10份时,IIRCNs中的OC片层间距增至4.09 nm（OC的起始片层间距为2.96 nm),形成插层结构良好的复合材料,IIRCNs的拉伸强度为16.20 MPa,较IIR胶料的8.00 MPa提高102%,且OC在橡胶基质中的分散形态较为细致、均匀;经过预应力循环拉伸处理后,IIRCNs的拉伸强度达到17.30 MPa,较未预应力循环拉伸处理的16.20 MPa提高6.8%;具有较大长径比的OC均匀分布在橡胶基质中,大幅提高复合材料的气体阻隔性能,气体渗透率较IIR胶料下降25%。     

BIIR/EPDM/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究

选择实验室自制有机蒙脱土(OMMT),采用机械共混法制备了溴化丁基橡胶/三元乙丙橡胶/OMMT(BIIR/EPDM/OMMT)纳米复合材料。利用X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜分析(SEM)考察了复合材料的亚微观结构,表明成功制备出了BIIR/EPDM/OMMT纳米复合材料;不同OMMT含量的复合材料的力学性能测试结果表明:当OMMT用量为5份时,拉伸强度和撕裂强度分别提高了44%和43%;另外对纳米复合材料的硫化特性及表观交联密度进行了对比分析。     

黑液-蒙脱土在丁基橡胶-三元乙丙橡胶并用体系中的应用研究

以黑液-蒙脱土(BL-MMT)为填充补强剂,制备了丁基橡胶(IIR)和三元乙丙橡胶(EPDM)的复合材料,考察了IIR与EPDM的比例、硫化体系和BL-MMT的量对BL-MMT/IIR/EPDM复合材料性能的影响。研究结果表明,IIR与EPDM比例减小可以改善BL-MMT/IIR/EPDM的加工性能,提高其耐热氧老化性能,IIR与EPDM比例为80/20时BL-MMT/IIR/EPDM复合材料的综合性能较好;普通(CV)硫化体系、半有效(SEV)硫化体系和有效(EV)硫化体系均可以使BL-MMT/IIR/EPDM复合材料共硫化,CV硫化体系得到的硫化胶综合物理性能最好,EV硫化体系得到的硫化胶耐热氧老化性能最好;综合BL-MMT/IIR/EPDM复合材料的力学性能及耐热氧老化性能,BL-MMT的填充量30份为宜。     

EPDM/纳米CaCO3预混料动态力学性能及其对聚丙烯基三元复合材料韧性的影响

采用熔融法分别制备了三元乙丙橡胶(EPDM) /纳米碳酸钙（CaCO3）二元预混料及其与聚丙烯（PP）共混的三元复合材料。利用动态力学分析仪研究了纳米CaCO3含量和共混时间对EPDM /纳米CaCO3二元预混料的动态力学性能的影响,利用扫描电子显微镜分析了分散相纳米CaCO3和EPDM在PP基体中的形态。结果表明,常温下,纳米CaCO3含量为70 %（质量分数,下同）、共混时间为15 min时,EPDM/纳米CaCO3二元预混料的储能模量、损耗模量和损耗角正切达到最高值;纳米CaCO3与EPDM组成的二元共混物分散于PP基体中,通过纳米CaCO3团聚体及EPDM协同变形、界面脱黏成纤及诱导剪切带的形成耗散外界作用能,显著提高了PP/EPDM/纳米CaCO3三元复合材料的冲击强度。     

纳米CaCO3/CPE/EPDM复合材料制备及性能研究

研究了纳米CaCO3增韧CPE/EPDM复合材料的制备方法,探讨了纳米CaCO3、CPE的用量对EPDM对复合材料力学性能、电性能以及热氧老化性能的影响。结果表明:向EPDM添加经不饱和酸处理的纳米CaCO3和CPE后,纳米CaCO3/CPE/EPDM的共混比为10/25/65,DCP用量为3 phr,TAIC用量为1 phr时,可以制得综合性能较好的纳米CaCO3/CPE/EPDM复合材料,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、体积电阻率比纯EPDM分别提高了60%、20%、20%、15%,而材料的热氧老化性能变化趋势与纯EPDM差异不大。     

转矩流变仪中钨/三元乙丙橡胶复合材料的混合过程研究

采用机械共混法制备了4种配比的钨/三元乙丙橡胶(W/EPDM)复合材料,利用转矩流变仪研究了高比例钨填充EPDM的混炼性能,通过改变转速、温度和配比研究了W/EPDM复合材料的加工性能。结果表明,相同条件下W/EPDM复合材料的混炼时间和消耗的能量都比EPDM要多;在EPDM的体积分数大于43%时W/EPDM复合材料的流变模式与EPDM相似,反之则W/EPDM复合材料的流变模式接近于粉体的;在较低的转速和温度下扭矩增加很快,升高到一定程度,扭矩趋于平衡。     

交替层状结构氯化丁基橡胶/三元乙丙橡胶复合材料的阻尼性能

采用多层共挤技术制备了具有交替层状结构的氯化丁基橡胶(CIIR)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,并与常规共混法cIIR/EPDM复合材料的阻尼性能进行了比较.结果表明,交替层状复合材料具有双连续相结构;与共混复合材料相比,交替层状结构复合材料的损耗因子和有效阻尼范围增大,且随着其层数的增加,损耗因子和有效阻尼范围、储能模量和损耗模量均增大;室温下层数较多的CIIR/EPDM复合材料在100～110 Hz的阻尼性能更优异.     

The role of rubber characteristics in preparing rubber/clay nanocomposites by melt compounding

Rubber/organic clay (OC) nanocomposites were produced by melt blending. Polar or unsaturated matrices (e.g., NBR and SBR) could easily enter into OC layers, whereas using nonpolar unsaturated rubber (EPDM), without other additives' help, intercalation structure could not be directly obtained. For the EPDM system, an intercalated structure was observed in presence of stearic acid (SA) for composites composed of SA and OC. Transmission electron microscopy observation showed that the dispersion of clay in nonpolar saturated rubber matrix was much poorer than that in polar or unsaturated matrix. The same effect of polar matrix was confirmed by comparison between IIR/OC and BIIR/OC systems. Moreover, using OC pretreated by SA (S‐OC), the dispersion of clay was obviously improved in the investigated nanocomposites, due to the intercalation of SA into OC interlayers. Especially in the nonpolar saturated EPDM system, the intercalation structure could be easily observed. Relative to the corresponding nanocomposites using OC, tensile strengths and the stresses at low strain of NBR and SBR based nanocomposites with S‐OC were significantly improved; while with EPDM nanocomposite, using S‐OC, only tensile strengths were improved but the stresses at low strain were almost the same, which should be related to the different interfacial force between OC and different rubber matrices. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

Structure and properties of organoclay/EPDM nanocomposites: Influence of ethylene contents

Four organoclay (OC)/ethylene–propylene–diene rubber (EPDM) nanocomposites with different ethylene contents were prepared by melt blending. X‐ray diffraction spectrum (XRD) and transmission electronic microscope (TEM) photos showed that OC/EPDM nanocomposites were intercalated, and the ethylene content had little influence on the dispersion of OC. The addition of OC prolonged the optimum cure time and reduced the crosslink density of OC/EPDM. The improvement in tensile strength of OC/EPDM nanocomposites with high ethylene contents (67–70%) was larger than that of OC/EPDM nanocomposites with low ethylene contents (52–52.5%). XRD results of the stretched samples testified that the extension promoted orientation of silicate layers, and induced crystallization of polyethylene (PE) segments in OC/EPDM nanocomposites with high ethylene contents. The highly oriented micro‐fibrillar structure and more oriented amorphous chains, which resulted from strain‐induced crystallization of PE segments and the orientation of clay layers in OC/EPDM nanocomposites with high ethylene contents (67–70%), should be responsible for larger improvement in tensile strength than that of those nanocomposites with low ethylene contents (52–52.5%) © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 99: 914–919, 2006     

硫黄硫化体系对IIR/EPDM共混胶力学性能的影响

研究IIR/EPDM体系中共混比、硫黄硫化体系对其共混胶性能的影响。结果表明 ,IIR与EPDM共混相容性较好 ,可以达到共硫化 ;IIR/EPDM共混比为 75 /2 5时共混胶性能最好 ;用传统硫化体系 (CV)、有效硫化体系 (EV)和半有效硫化体系 (SEV)都能得到性能较好的共混胶 ,其中以CV体系的硫化胶性能最好。     

EVA/EPDM/IR/IR共混发泡材料的性能研究

研究了乙烯醋酸乙烯酯共聚物（ＥＶＡ）／ＥＰＤＭ／ＩＲ三元共混和ＥＶＡ／ＥＰＤＭ／ＩＲ／ＩＲ四元共混发泡材料的性能。在ＥＶＡ中混入ＥＰＤＭ可使发泡材料的拉伸强度、撕裂强度和粘合强度提高,而收缩率和压缩永久变形降低;在ＥＶＡ中混入ＩＲ除具备混入ＥＰＤＭ同样的优点外,还可提高发泡材料的柔性;ＩＲ的混入可改善发泡材料二次热压成型制品的表面清晰度。     

IIR/EPDM共混物的物理机械性能

研究了IIR／EPDM并用体系中共混比、硫磺硫化体系以对共混性能的影响。结果表明，IIR与EPDM相容性较好，而且可以达到共硫化；IIR。EPDM质量比为75／25时，共混物的物理机械性能和老化性能较好；用硫黄、低硫高促进剂和无硫硫化体系都得到性能良好的共混物，其中以前者硫化的共混物性能最为突出。     

硅橡胶／EPDM／ⅡR共混的研究

研究了硅橡胶/三元乙丙橡胶/丁基橡胶的共混技术与硫化体系。对增容剂、共混比例等对共混胶的力学性能的影响进行了探讨。KH570适宜于作为共混增容剂;共混胶宜于采用DCP硫化,也可以采用硫黄硫化,随着丁基橡胶含量的增加,其力学性能有大幅度提高,并出现最佳值点。     

几种合成橡胶的共混、硫化特性与性能的研究

研究了PUR／CR，CSM／NBR，EPDM／IIR几种合成橡胶的共混和硫化特性，以及共混比对共混胶力学性能、耐热老化性能、耐油性能、压缩永久变形和动态力学性能的影响。