硅烷偶联剂对热空气老化过程中溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

研究了硅烷偶联剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(Si 69)、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si 75)及3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷(NXT)对丁苯橡胶/白炭黑复合材料的硫化胶在热空气老化过程中力学性能、应力弛豫、交联密度及喷霜现象的影响。结果表明,与未加偶联剂的胶料相比,加入Si 69、Si 75或NXT的溶聚丁苯橡胶/白炭黑硫化胶的力学性能、应力弛豫系数和交联密度都相应提高,其中在热空气老化过程中,应力弛豫系数随老化时间的延长而增大,并且随着老化时间的延长,NXT改性体系的应力弛豫行为逐渐弱于Si 69和Si 75改性体系。加入Si 69可以减小在热空气老化过程中复合材料交联密度的增长率,且增长率随Si 69用量的增加而减小。加入硅烷偶联剂可以减弱溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的喷霜现象,体系表面的喷出物主要为白炭黑。     

Si69在NR的低温长时间硫化配方中的应用研究

研究了Si69在天然橡胶（NR）的低温长时间硫化配方中对硫化胶硫化特性和力学性能的影响。结果表明：在不同的硫化温度下,随Si69用量的增加,硫化曲线平坦,返原率降低。在140℃正硫化时,硫化胶拉伸强度、定伸应力及撕裂强度较高。在145℃过硫化时,硫化胶力学性能及其保持率较高。当Si69用量为2.0份时,NR硫化胶综合性能较好。在不同硫化温度下,随硫化时间延长,NR硫化胶横向松弛时间缩短,交联密度提高。DMA结果表明,加入Si69后NR硫化胶的Tg升高。     

硫化剂DCP用量对NBR/EVM并用胶交联密度及力学性能的影响

研究了硫化剂DCP(过氧化二异丙苯)用量对丁腈橡胶(NBR)/乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)共混胶的硫化特性、两相交联密度、物理力学性能以及热空气老化性能的影响。结果表明,随着硫化剂DCP用量的增大,NBR/EVM共混胶的硫化速度和交联密度逐渐增大。与老化前相比,经热空气老化后硫化胶的交联密度增大,经125℃热空气老化后硫化胶的交联密度增大速率逐渐变大,且在DCP用量为1.5份时老化后的硫化胶交联密度增大一倍多。随着硫化剂DCP用量的增大,NBR/EVM硫化胶中NBR相的交联密度逐渐增大、EVM相的交联密度微降,在DCP用量为1.5份时两相交联密度相差最大。与老化前相比,经过热空气老化后硫化胶中NBR相的交联密度明显增大,EVM相的交联密度则变化不大。随着硫化剂DCP用量的增大,NBR/EVM硫化胶的拉伸强度基本保持不变,硬度和100%定伸应力均逐渐增大,拉断伸长率和压缩永久变形均逐渐减小。与老化前相比,经70℃、100℃热空气老化后硫化胶的硬度、拉伸强度、100%定伸应力均增大,而拉断伸长率基本保持不变。经125℃热空气老化后硫化胶的100%定伸应力明显变大,拉伸强度和拉断伸长率均明显减小。     

老化对NR硫化胶的影响

研究了热空气老化和真空老化对ＮＲ硫化胶结构和性能的影响,采用化学探测剂脱硫的方法测定了老化过程中ＮＲ硫化胶交联密度及交联键分布变化的情况,同时测定了硫化胶的力学性能和动态性能随时间变化的情况。结果显示,热空气老化使硫化胶的交联密度增加,但力学性能损失严重,原因是主链氧化断裂。真空老化使ＮＲ硫化胶交联密度略微降低,但力学性能保持良好,类似于硫化返原。热空气老化使ＮＲ硫化胶的动态性能改善,而真空老化后     

炭黑在天然橡胶/溶聚丁苯橡胶硫化胶中的分散及其对性能的影响

考察了溶聚丁苯橡胶(SSBR)用量、炭黑的种类及用量对天然橡胶(NR)/SSBR硫化胶动态力学性能和力学性能的影响.结果表明,炭黑与SSBR的结合作用比与NR弱;随SSBR用量的增加,炭黑在NR/SSBR共混硫化胶中的分散性提高,Payne效应减弱,频率敏感性增强;随SSBR用量的增加,NR/SSBR共混硫化胶的拉伸强度和撕裂强度减小,扯断伸长率变化不大;而定伸应力则呈先减小后增大的趋势;随不同种类的炭黑在NR/SSBR硫化胶中分散性的提高,定伸应力呈上升趋势,损耗因子和压缩生热呈减小趋势.     

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。     

炭黑对NBR复合材料交联密度和力学性能的影响

采用核磁共振交联密度仪,考察了炭黑粒径、结构度和用量对丁腈橡胶（NBR）复合材料的交联密度和力学性能的影响规律。研究表明：炭黑加入后硫化胶的交联密度增加,且随炭黑用量增加而增加,随粒径增加而减小;炭黑结构度对化学交联密度影响大于物理交联密度。随着炭黑粒径的减小,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力增加,高定伸下炭黑粒径对应力的贡献大于低定伸。炭黑结构度增加,硫化胶的拉伸强度、定伸应力增加,撕裂强度降低。     

防护体系对NBR/EVM硫化胶交联密度及耐老化性能的影响

在过氧化物硫化剂DCP(过氧化二异丙苯)作用下,研究了防老剂MB(二硫醇基苯并咪唑)用量、防老剂MB/RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)并用比对NBR/EVM并用胶硫化特性、两相交联密度、力学性能及热空气老化性能的影响。结果表明,随着防老剂MB用量的增大,NBR/EVM硫化胶的交联密度微增,热空气老化后其交联密度增大,并认为是由NBR相交联密度增大造成的。在防老剂MB用量为0.6~1.8份时,交联密度变化率最小。硫化胶的硬度和200%定伸应力均逐渐增大,在防老剂MB用量为1.2份时,其耐热空气老化性能最佳。随着防老剂MB/RD并用体系中RD所占比例的增大,NBR/EVM并用胶的交联密度逐渐减小,操作安全性逐渐变好,硫化速率逐渐减小。在防老剂MB/RD并用比为1.6/0.4和1.2/0.8时,老化前后交联密度、邵尔A硬度和拉伸强度变化最小,其耐热空气老化性能最佳。防老剂MB和防老剂RD并用时具有协同效应,防护效果好。在防老剂MB/RD并用比为1.2/0.8时,随着热空气老化时间的延长,NBR/EVM硫化胶的交联密度逐渐增大,100%定伸应力、200%定伸应力和300%定伸应力逐渐增大。     

硅烷偶联剂对丁腈橡胶和溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si 69)作为硫给予体对硫黄硫化体系丁腈橡胶(NBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)硫化特性及力学性能的影响。结果表明,Si 69参与了NBR和SSBR的硫化,导致NBR和SSBR的焦烧时间明显缩短,其中对SSBR焦烧时间的影响更大;但随着硫化温度的提高,Si 69对胶料焦烧时间的影响减弱。对添加Si 69后混炼胶的前期硫化行为进行一级动力学模拟发现,Si 69会降低NBR的硫化反应速率,使活化能减小,而对SSBR的硫化反应速率影响不大。硫化胶力学性能研究表明,随着硫化时间的延长,添加Si 69有利于提高NBR硫化胶的力学性能;但是与NBR相反,硫化时间过长,添加Si 69后SSBR硫化胶的力学性能明显下降。     

CM/XNBR共混物老化性能研究

采用过氧化物硫化体系研究了不同老化时间对氯化聚乙烯橡胶(CM)/羧基丁腈橡胶(XNBR)共混硫化胶交联密度及力学性能、耐油性能等的影响规律。结果表明,随热空气老化时间的增加,XNBR相交联密度先增加后降低,CM相交联密度呈上升趋势,两相交联密度之差先增加后降低;松弛时间先降低后略有上升,体系整体交联密度先增加后略有下降;拉伸强度和100%定伸应力逐渐上升后略有降低,撕裂强度基本呈上升趋势,拉断伸长率先下降后趋于稳定,硬度上升后趋于稳定,永久变形和体积磨耗量先降低后增加。随热油老化时间增加,拉伸强度和拉断伸长率先降低后趋于平稳,100%定伸应力先上升后趋于平稳,体积和质量变化率均明显上升。     

环氧化天然橡胶与白炭黑及Si 69之间的反应及其对白炭黑填充溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了环氧化天然橡胶(ENR)与白炭黑及改性剂Si 69之间的反应及其对白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料中白炭黑的分散状况以及复合材料力学性能的影响。结果表明,ENR中的环氧基团开环与白炭黑发生反应,但不能开环与Si 69发生反应。由于ENR与白炭黑的反应速率较慢,导致ENR改性白炭黑在溶聚丁苯橡胶混炼胶与硫化胶中的分散状况有所不同。但是将ENR和Si 69同时加入到白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料中后,与只用Si 69改性白炭黑填充的溶聚丁苯橡胶相比,硫化胶的拉伸强度基本不变,定伸应力、硬度和撕裂强度增大,扯断伸长率和拉伸永久变形减小,这是因为加入ENR和Si 69后即存在白炭黑与ENR及白炭黑与Si 69两种反应,并且ENR中的环氧基团可以活化其相邻的双键,加速硫化,从而导致硫化胶交联密度增大的缘故。     

Si69在白炭黑补强溶聚丁苯橡胶中的应用研究

研究了不同温度下Si69改性白炭黑的硅烷化反应、改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶（SSBR）力学性能以及Si69对SSBR硫化特性的影响。结果表明,Si69与白炭黑发生硅烷化反应的最佳温度为140℃;Si69能够增大胶料的最大转矩（MH）和交联密度;Si69改性白炭黑补强SSBR的混炼胶在140℃静置处理后,其综合力学性能最佳。     

硫化时间对绿色轮胎胎面胶交联网络结构与性能的影响

针对以溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶为主体材料的绿色轮胎胎面胶,研究在不同硫化时间下未填充白炭黑的SSBR/BR并用胶(简称未填充白炭黑体系胶料)及填充白炭黑的SSBR/BR并用胶(简称填充白炭黑体系胶料)形成的交联网络结构与性能变化。结果表明:对于未填充白炭黑体系胶料,随着硫化时间的延长,硫化胶的交联密度略有降低,硬度、定伸应力、拉伸强度和回弹值等变化不大,撕裂强度提高,拉断伸长率和耐伸张疲劳性能降低;对于填充白炭黑体系胶料,随着硫化时间的延长,硫化胶的填料网络结构化程度逐渐提高,交联密度略有增大,键能较低的多硫键减少,键能较高的单硫和双硫键增多,硫化胶的拉伸强度、回弹值、耐伸张疲劳性能和耐磨性能基本不变,生热和滚动阻力降低;未填充及填充白炭黑体系硫化胶的耐老化性能均随硫化时间的延长而逐渐提高,这表明以SSBR/BR并用胶为主体材料的胎面胶即使在高温下硫化较长时间,仍具有较好的性能。     

Study on the properties of ethylene‐vinyl acetate rubber vulcanizate filled with superfluous magnesium hydroxide/methacrylic acid

Ethylene‐vinyl acetate rubber (EVM) vulcanizates cured by dicumyl peroxide (DCP) with excellent mechanical properties were obtained by adding superfluous magnesium hydroxides (MH)/methacrylic acid (MAA). Different factors such as the DCP content and MH content were investigated to reveal their effects on the properties of the MH/MAA‐filled EVM vulcanizates. The formulation of DCP of 2 phr, MH of 60 phr, and MAA of 5 phr is recommended for the EVM vulcanizates with excellent mechanical properties. The stress relaxation and stress softening behavior of MH/MAA‐filled EVM vulcanizates were studied. The stress relaxation and stress softening became faster and more obvious with increasing MH content. The hot air aging resistance of EVM vulcanizates filled with different fillers such as silica and high abrasion furnace were compared, and the MH/MAA‐filled EVM vulcanizates had the best aging resistance at 40‐phr filler content. The MH/MAA‐filled EVM vulcanizates had excellent flame retardancy due to the high MH content. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

双马来酰亚胺在ACM橡胶中的应用

研究了N,N－间苯撑双马来酰亚胺（MPBM）对ACM橡胶力学性能、热空气老化性能以及耐热油性能的影响。结果表明：随着MPBM用量增大,ACM硫化胶的100％定伸应力和硬度增大,拉促强度有所提高,拉断伸长率下降,表观交联密度增大,热空气老化性能以及耐热油性能仍可保持较高水平。     

橡胶大气老化应力松弛的评价

对８种不同类型的硫化橡胶在大气老化试验时的应力松弛变化进行了探讨。研究结果表明，橡胶的大气老化是一个复杂的化学过程，硫化橡胶的化学应力松弛变化能反映出这种过程的矛盾变化。各种橡胶的应力松弛速率的不同，反映出其耐老化性能的不同，因而硫化橡胶的化学应力松弛可以用来评价橡胶的耐候性。     

Effects of hot‐air aging and dynamic fatigue on the structure and dynamic viscoelastic properties of unfilled natural rubber vulcanizates

The effects of hot‐air aging and dynamic tensile fatigue on the network structure and dynamic viscoelastic properties of unfilled natural rubber (NR) vulcanizates were investigated with magnetic resonance crosslink density spectrometry, Fourier transform infrared spectroscopy/attenuated total reflection (FTIR–ATR), and dynamic mechanical analysis. The results showed that there was a carbonyl weak absorption peak at 1723 cm^?1 in the FTIR–ATR spectra of unfilled NR vulcanizates after hot‐air aging; The crosslink density decreased continuously as the aging time increased. The dynamic modulus of an aged specimen declined considerably, and the value of tan δ after 72 h of aging greatly increased. There was a large difference in the FTIR–ATR spectra of unfilled NR vulcanizates before and after tensile fatigue. The peaks at 1597, 1415, and 1015 cm^?1 increased concurrently with the tensile fatigue time. Initial analysis suggested that structures such as conjugated dienes appeared in the network structure. The modulus declined sharply, whereas the value of tan δ increased noticeably, after tensile fatigue. The effects of hot‐air aging and tensile fatigue on the crosslink density and FTIR–ATR spectra of unfilled NR vulcanizates were different, but both affected the viscoelastic properties dramatically. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

原位生成甲基丙烯酸钠增强EVM硫化胶的性能

通过氢氧化钠（NaOH)和甲基丙烯酸（MAA）的中和反应，在乙烯－乙酸乙烯酯橡胶（EVM）中原位生成甲基丙烯酸钠（NaMAA)，研究了NaMAA原位增强EVM的流变特性，应力软化和应力松弛以及老化前后的力学性能，并与炭黑（N330）增强的硫化胶进行对比，结果表明：NaMAA的引入对EVM混炼胶的门尼粘度几乎没有影响，但在硫化过程中提高了混炼胶的硫化速度，缩短了焦烧时间，与HAF相比，NaMAA对EVM硫化胶具有更好的增强效果，较好的耐老化性能，NaMAA增强的EVM硫化胶具有更明显的应力软化效应，应力松弛程度更大。     

硫化体系的加入方式对CM／EVM共混胶性能的影响

研究了氯化聚乙烯（CM）和乙烯一醋酸乙烯酯橡胶（EVM）共混比为70／30时,不同硫化体系加入方式下共混胶的硫化特性、力学性能、两相交联密度及动态力学性能,以及老化后共混胶的力学性能及两相交联密度。结果表明,硫化体系的加入方式对共混胶的硫化特性影响不大;4#共混胶的力学性能较好;热空气老化、耐油老化后,2#共混胶的性能变化程度较小;热空气老化后,2#共混胶的两相交联密度变化程度较小;RPA2000橡胶加工分析仪（RPA）分析显示,4#共混胶的总体交联程度较高。