炭黑、导电炭黑和碳纳米管在天然橡胶中补强性能的对比研究

研究了填充各种填料的天然橡胶的性能。使用的填料分别为高耐磨炭黑N330、导电炭黑XE2-B和碳纳米管(CNT),应用了未处理的和经声振处理的碳纳米管(简称分别为U-CNT和S-CNT)。填料用量由0份变化到8.0份。研究发现,随着填料用量增大,胶料黏度增大,硫化时间减小,交联密度增大,模量和硬度增大。对于填充N330和XE2-B的胶料,填料用量增大,拉伸强度持续增大。对于填充U-CNT和S-CNT的胶料,在添加量小于2.0份时,拉伸强度随用量增大而增大;大于2.0份后则明显减小。在填料用量相同的情况下,填充碳纳米管的胶料的导电性、导热性、贮能模量和损耗因子的测量值最大,其次分别是XE2-B和N330。试验结果表明,在没有表面活性剂的前提下,对碳纳米管进行声振处理并不能改善其混炼时的分散度,因此,U-CNT和S-CNT填充胶料的性能没有明显区别。     

碳纳米管对氟橡胶性能的影响

研究碳纳米管对氟橡胶性能的影响。结果表明:随着碳纳米管用量增大,混炼胶的焦烧时间和正硫化时间延长,硫化速率减小;硫化胶的邵尔A型硬度和撕裂强度增大,拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小,压缩永久变形呈增大趋势;添加碳纳米管胶料的耐热空气老化性能和耐油性能较好;当碳纳米管用量为3份时,胶料的综合性能较好。     

金属氧化物对氢氧化镁阻燃EPDM体系性能的影响

研究三氧化二铁、二氧化钛及氧化锌对氢氧化镁阻燃EPDM体系性能的影响。结果表明:氧指数随金属氧化物用量的增大先增大后减小,在三氧化二铁或氧化锌用量为1份、二氧化钛用量为1.5份时分别达到最大值。随着氧化锌用量的增大,烟密度减小,而随着三氧化二铁或二氧化钛用量的增大,烟密度逐渐增大。高温箱式电阻炉燃烧试验结果表明,3种金属氧化物均可以略微增大胶料的残重率,其中三氧化二铁胶料的残重率最大,氧化锌胶料的残重率最小。拉伸强度及压缩永久变形都随着金属氧化物用量的增大而减小。     

改性碳纳米管对三元乙丙橡胶性能的影响

研究改性碳纳米管对三元乙丙橡胶硫化特性、物理性能和粘合性能的影响。结果表明:随着改性碳纳米管用量的增大,胶料的交联密度先增大后减小,门尼粘度增大,Payne效应增强,加工性能变差;硫化胶的拉伸强度先增大后减小,撕裂强度呈增大趋势;粘合性能先提高后下降,改性碳纳米管用量为6份时粘合力最大。     

炭黑N115填充胶料动态性能及生热特性研究

试验研究炭黑N115用量对SBR／BR胶料动态性能和生热特性的影响。结果表明，胶料tanδ随着温度的升高而减小；0℃左右的tanδ在炭黑用量40～70份范围内随炭黑用量的增大总体呈增大趋势，在70～90份范围内则呈减小趋势；炭黑用量为70份时胶料的湿抓着性最佳；60℃左右的tanδ随炭黑用量的增大总体呈增大趋势；胶料损耗模量和生热率随温度的升高而减小，随炭黑用量的增大而增大。     

隐晶质石墨与炭黑并用对乙烯丙烯酸酯橡胶性能的影响

研究隐晶质石墨/炭黑并用对乙烯丙烯酸酯胶料性能的影响。结果表明:随着隐晶质石墨和炭黑N550用量的增大,胶料的Payne效应增强,弹性模量增大,硬度、100%定伸应力和撕裂强度增大,拉断伸长率减小;胶料的拉伸强度随着隐晶质石墨用量的增大而减小,随炭黑N550用量的增大而增大;压缩永久变形随隐晶质石墨用量的增大而增大,随炭黑N550用量的增大先减小后增大。当隐晶质石墨用量为5~10份、炭黑N550用量为40~50份时,胶料的邵尔A型硬度大于70度,拉伸强度大于16 MPa,拉断伸长率大于250%,撕裂强度大于27 k N·m~(-1),压缩永久变形小于20%。     

碳纳米管在白炭黑补强半钢子午线轮胎胎面胶中的应用

研究碳纳米管在白炭黑半钢子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明:加入碳纳米管后,胶料的门尼粘度、硫化速率、邵尔A型硬度、100%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增大,耐磨性能提高;碳纳米管用量为4份时,胶料的电阻率大幅减小,抗湿滑性能提高,成品轮胎的耐久和高速性能达到国家标准要求。     

硅油的种类及用量对硅橡胶阻尼性能的影响

研究了硅油的种类及用量对硅橡胶阻尼性能的影响。结果表明,随着苯基硅油用量的增大,硅橡胶的阻尼因子(tanδ)峰值逐渐降低,且峰值对应的温度向低温方向移动; 添加量低于15份时,胶料的tanδ峰值大于未添加硅油的胶料。在-75~150℃,二甲基硅油不能提高硅橡胶的tanδ,随其用量的提高,硅橡胶的tanδ逐渐降低。添加不同用量羟基硅油的硅橡胶在-75~-35℃,tanδ相差不大,而在-35~150℃,随羟基硅油用量的提高,胶料的tanδ逐渐降低。在相同硅油用量(5份)下,硅橡胶阻尼性能由低到高的顺序为二甲基硅油胶料、羟基硅油胶料、苯基硅油胶料。     

碳纳米管补强丁苯橡胶/聚氯乙烯共混物的研究

研究碳纳米管用量对丁苯橡胶（SBR）/聚氯乙烯（PVC）共混物性能的影响。结果表明：碳纳米管微观呈长条状聚集态,聚集体由大量碳纳米管纠缠而成,碳纳米管直径为10～35 nm;随着碳纳米管用量的增大,SBR/PVC共混物的FL,Fmax和Fmax－FL逐渐增大,t10和t90呈缩短趋势,硬度、定伸应力、拉伸强度和撕裂强度逐渐增大,拉断伸长率逐渐减小,当碳纳米管用量为10份时,SBR/PVC共混物的物理性能较优;SBR/PVC共混物的储能模量和损耗模量随着应变的增大而减小,随着碳纳米管用量的增大而增大,损耗因子随着应变的增大而增大,随着碳纳米管用量的增大而呈减小趋势。     

炭黑对EPDM发泡材料内耗与动静比的影响

研究了炭黑品种及用量对EPDM发泡材料内耗与动静比的影响,讨论了刚度与发泡材料减振性能的关系。结果表明,随着炭黑用量的增加,胶料的拉伸强度和100%、300%定伸应力均呈增大趋势。N330填充胶料拉伸强度的增加趋势较N550填充胶料的大,增加幅度随着炭黑用量的增大而减小,压缩永久变形逐渐减小,拉断伸长率和弹性减小;当炭黑用量相同时,N550补强EPDM发泡材料的弹性比N330补强胶料的好。交联密度随着炭黑用量的增加而逐渐增大,当炭黑用量小于50份时,N330补强胶料的交联密度明显高于N550补强胶料的,当炭黑用量不小于60份时,则相反;当炭黑用量为50份时,混炼胶的tanδ最大,动静刚度比相对较小,力学性能较好,减振效果较好。     

碳纳米管补强丁腈橡胶的性能研究

研究碳纳米管用量对丁腈橡胶(NBR)性能的影响。结果表明:随着碳纳米管用量的增大,胶料的最小和最大转矩增大,焦烧时间和正硫化时间缩短;硫化胶的100%和300%定伸应力增大,拉伸强度和撕裂强度先增大后减小,高温拉伸性能保持率总体增大,耐热和耐磨性能提高;加入6份碳纳米管,硫化胶的储能模量在温度较低时减小,损耗因子峰值减小。扫描电镜分析显示,碳纳米管在NBR中整体分散均匀,局部存在团聚现象。     

马来酸酐接枝液体聚丁二烯对丁腈橡胶性能的影响

采用机械共混法制备丁腈橡胶(NBR)/马来酸酐接枝液体聚丁二烯(MA-LB)并用胶,研究MA-LB对NBR性能的影响。结果表明:随着MA-LB用量增大,胶料的焦烧性能改善,硫化时间延长;低丙烯腈含量NBR胶料硬度和拉断永久变形不变,拉断伸长率逐渐增大,拉伸强度先增大后减小(在MA-LB用量为10份时拉伸强度最大),耐低温性能大幅提高;高丙烯腈含量的NBR胶料硬度变化不大,拉伸强度减小,拉断伸长率和拉断永久变形逐渐增大。MA-LB用量为10份时胶料的高低温压缩回弹性能和耐油性能良好,综合性能较佳。     

白炭黑品种及用量对SSBR/BR并用胶性能的影响

研究了白炭黑比表面积及用量对SSBR/BR并用胶性能的影响。结果表明,随着白炭黑用量的增大,所选3种白炭黑填充的胶料正硫化时间均有不同程度的延长;比表面积较大的白炭黑Z1165MP和白炭黑175GR对胶料焦烧时间的影响较大;白炭黑用量少于70份时,随着白炭黑比表面积的增大,硫化胶拉伸强度和撕裂强度均明显增大,硬度和生热量同时升高,回弹性降低。混炼胶和硫化胶的Payne效应及60℃损耗因子均随3种白炭黑的用量和比表面积的增大而增大。     

橡胶附着力促进剂对EPDM力学性能及粘合性能的影响

采用机械共混法制备了橡胶附着力促进剂(BH-403)改性EPDM,研究了BH-403对EPDM力学性能及粘合性能的影响。结果表明,随着BH-403用量的增加,在焦烧性能不变的情况下,胶料的硫化时间缩短1/2;硬度和拉伸强度不变,拉断伸长率逐渐增大,耐热空气老化性能先增大后减小,当BH-403用量为3份时,拉断伸长率保持率最好,橡胶弹性和耐热性能大幅提高;当BH-403用量为9份时,胶料与涤纶织物的粘合性能由1.2kN/m提高到2.5kN/m,粘合性能最佳。     

白炭黑对与黄铜粘合的氯丁橡胶胶料性能的影响

以秋兰姆为稳定剂的硫醇调节型氯丁橡胶(CR)2442为主体材料、以间-甲-白-钴体系为粘合体系制备用于海洋环境且与黄铜粘合的胶料,探讨白炭黑用量对CR胶料物理性能和粘合性能的影响。结果表明:随着白炭黑用量增大,胶料的门尼粘度增大,当白炭黑用量达到15份后,门尼粘度增幅显著增大;胶料的硬度增大,拉伸强度减小,海水浸泡后质量变化率增大。当白炭黑用量为15份时,老化前、海水浸泡后和热老化后黄铜丝的抽出力均最大;当白炭黑用量为20份时,海水浸泡前后黄铜丝的抽出力差值较小。CR胶料的白炭黑适宜用量为15份。     

氧化锌和氧化镁对过氧化物硫化氢化丁腈橡胶性能的影响

研究氧化锌和氧化镁单用及并用对过氧化物硫化氢化丁腈橡胶(HNBR)性能的影响。结果表明:氧化锌和氧化镁均能对过氧化物硫化体系产生活化作用,提高胶料的交联密度及耐热性,且氧化锌活性高于氧化镁,耐热性随其用量的增大而提高;热重分析表明HNBR胶料热降解呈现两个阶段,且5份氧化锌能显著提高胶料的热稳定性;氧化锌/氧化镁并用比为7/3时胶料的耐热性最佳,但氧化镁对胶料的耐压缩永久变形性能有不利影响。     

石蜡油对EPDM发泡材料结构与性能的影响

本论文主要研究了石蜡油用量对EPDM发泡材料结构与性能之间关系的影响。结果表明:随石蜡油用量的增加,EPDM胶料门尼黏度降低,M_H、M_L均呈现减小趋势,t_(s1)与t_(c90)均延长;拉伸强度、密度、硬度、100%和200%定伸应力均随石蜡油用量的增加而下降,拉断伸长率则逐渐增大;EPDM发泡材料在石蜡油用量为15份时形态结构最好,动静刚度比最小。     

改性碳纳米管在矿用阻燃输送带覆盖胶中的应用

试验研究改性碳纳米管在矿用阻燃输送带覆盖胶胶料中的应用,并与炭黑进行对比。结果表明：随着改性碳纳米管用量的增大,胶料的t_{10和t90基本不变;硫化胶的邵尔A型硬度和定伸应力呈增大趋势,拉断伸长率变化不大,耐磨性能、导静电性能、导热性能和阻燃性能总体提高;碳纳米管用量达到3份时,相对于8份炭黑N220,矿用阻燃输送带ST3500工程正硫化时间缩短2 min,生产效率提高,生产成本降低。}     

芳纶短纤维在泥地轮胎胎面胶中的应用

研究芳纶短纤维在泥地轮胎胎面胶中的应用。结果表明:与未添加芳纶短纤维的胶料相比,添加芳纶短纤维的胶料焦烧时间和正硫化时间略有延长,硫化返原时间呈缩短趋势;硫化胶的抗切割和抗刺扎性能明显提高,损耗因子减小,剪切温升明显降低;当芳纶短纤维用量为3份时性能最佳;成品轮胎的耐久性能随着芳纶短纤维用量增大而提高。     

碳纳米管在矿用斜交轮胎胎面胶中的应用

研究碳纳米管在矿用斜交轮胎胎面胶中的应用。结果表明：胎面胶中添加碳纳米管后,胶料的加工性能基本不变;硫化胶的硬度、300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、耐磨性能和抗切割性能均提高;矿用斜交轮胎胎面胶中碳纳米管用量为2份时,成品轮胎的物理性能改善,使用寿命大幅提高。