改性凹土/NBR/HSR纳米复合材料的制备及性能研究

采用机械共混法制备改性凹土(AT)/丁腈橡胶(NBR)/高苯乙烯树脂(HSR)纳米复合材料,研究了改性AT部分替代白炭黑对复合材料硫化特性、力学性能、耐磨性、耐介质及热老化等性能的影响,并与白炭黑,或碳酸钙、碳酸镁部分替代白炭黑填充胶料的性能进行了对比;结果表明,改性AT的加入能提高胶料的硬度、300％定伸应力、撕裂强度以及耐热老化性能,改性AT填充胶的拉伸强度、伸长率、耐磨性、耐介质性能与白炭黑填充NBR/HSR胶料的性能相近,但总体明显高于碳酸钙、碳酸镁部分替代白炭黑胶料的性能,说明改性AT具有很好的补强作用.     

离子液体与白炭黑的相互作用及其对天然橡胶性能的影响

采用离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMI)改性白炭黑,用傅里叶变换红外光谱和固体核磁共振研究了AMI与白炭黑的相互作用,研究了离子液体用量对改性白炭黑填充天然橡胶(NR)的硫化特性、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,AMI与白炭黑表面之间具有氢键作用,能够明显提高白炭黑在NR中的分散性。AMI能改变白炭黑填充胶料的硫化速率,AMI用量越多,NR胶料的硫化速率越大。随着AMI用量的增加,改性白炭黑填充NR硫化胶的拉伸性能和撕裂性能提高,当AMI用量为1.0份时,NR硫化胶的拉伸强度达到最大值23.95 MPa; 当AMI为2.0份时,NR硫化胶的撕裂强度达到最大值71.47 k N/m,与填充未改性白炭黑的NR硫化胶相比,分别提高了102.28%和41.83%。随着AMI用量的增加,NR硫化胶的玻璃化转变温度下降。     

改性淀粉对天然橡胶性能的影响

研究黄原酸酯化改性淀粉替代白炭黑对天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明:当白炭黑和改性淀粉总用量为30份时,随着改性淀粉用量增大,改性淀粉/白炭黑/NR胶料t10延长,t90缩短;MH和结合胶含量先增大后减小,硫化胶定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能先提高后降低;淀粉用量为15份时,胶料综合性能最好。     

白炭黑/石墨烯杂化填料对天然橡胶胶料性能的影响

通过偶联剂KH550改性白炭黑与助分散剂TA修饰石墨烯发生迈克尔加成反应形成强杂化键得到白炭黑/石墨烯杂化填料,研究胶料配方中不同偶联剂KH550用量改性的白炭黑/石墨烯杂化填料在天然橡胶（NR）胶料中的分散性和对NR胶料性能的影响。结果表明,与未使用偶联剂KH550的NR硫化胶相比,用量为2份的偶联剂KH550改性的白炭黑/助分散剂TA修饰的石墨烯杂化填料的NR硫化胶的拉伸强度最大（27.8 MPa）、压缩生热最低、玻璃化温度最低（－37.06 ℃）、热导率最大（在30和150 ℃下的热导率分别为0.168和0.184 W·m-1·K-1）,硫化胶中白炭黑的聚集明显减弱,硫化胶的综合性能最佳。     

玻璃纤维/NR/BR复合材料的制备及性能研究

采用机械共混法制备玻璃纤维/天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)复合材料,研究了玻璃纤维部分替代白炭黑对复合材料硫化特性、力学性能、耐磨性及防滑性能的影响,并与白炭黑、纳米凹土部分替代白炭黑填充胶料的性能进行了对比;结果表明,玻璃纤维的添加能缩短胶料的硫化时间,增加胶料的硬度、撕裂强度和湿摩擦系数,当玻璃纤维用量为6份时,胶料的综合性能高于白炭黑、纳米凹土填充胶料的性能,可考虑将玻璃纤维用于浅色鞋底胶料中,提高胶料的防滑性能。     

偶联剂Si69改性白炭黑对NR/SSBR并用胶性能的影响

试验研究偶联剂Si69用量和白炭黑改性方法对白炭黑填充NR/SSBR并用胶性能的影响.结果表明,当采用直接加入法改性白炭黑时,随着偶联剂Si69用量的增大,Payne效应减弱,NR/SSBR并用胶的t10延长,t90缩短,硫化胶的物理性能提高,偶联剂Si69用量以4 5份为宜.与直接加入法改性白炭黑填充并用胶相比,预处理法改性白炭黑填充并用胶的Payne效应减弱,拉伸强度和撕裂强度增大;高温静置处理法改性白炭黑填充并用胶的定伸应力、拉伸强度和损耗模量增大.     

环氧化低分子聚丁二烯改性白炭黑在SBR中的应用

研究环氧化低相对分子质量反式聚丁二烯(ELMTPB)改性白炭黑在SBR中的应用效果。结果表明，环氧度为10．6％的ELMTPB改性白炭黑填充SBR硫化胶的综合性能较好；硅烷偶联剂Si69改性白炭黑对SBR硫化胶性能的改善效果明显优于ELMTPB改性白炭黑，且Si69用量为8份时，硫化胶拉伸强度和撕裂强度较高；在ELMTPB／Si69并用比不超过4／4时，所得SBR硫化胶拉伸强度和拉断伸长率优于Si69改性白炭黑填充SBR硫化胶；当Si69用量为4份且并用12份ELMTPB时，所得SBR硫化胶性能最佳，表现在300％定伸应力提高28％，拉伸强度提高38％，且拉伸强度和拉断伸长率超过8份Si69改性白炭黑填充SBR硫化胶。     

改性白炭黑和硅酮粉对丁苯橡胶性能的影响

研究改性白炭黑和硅酮粉对丁苯橡胶(SBR)性能的影响.结果表明:在填料用量相同的情况下,随着硅酮粉用量的增大,胶料的ML和MH呈减小趋势,硫化胶的物理性能下降,弹性和耐磨性提高;与未改性填料填充SBR硫化胶相比,硅烷偶联剂KH-550或M-CNSL改性填料填充SBR硫化胶的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率增大,撕裂强度变化不大,弹性和耐磨性提高,其中M-CNSL的改性效果更明显;扫描电子显微镜分析证明,改性白炭黑和硅酮粉在SBR硫化胶中的分散性提高.     

白炭黑/硅土/天然橡胶复合材料的湿法制备及性能研究

将改性白炭黑和改性硅土悬浮液分别与天然胶乳共混,制得白炭黑/天然橡胶母炼胶和硅土/天然橡胶母炼胶,将两种母炼胶按不同比例共混,制得白炭黑/硅土/天然橡胶复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:加入一定量硅土后,白炭黑在橡胶基体中的分散性提高,白炭黑/硅土填充胶料的流动性改善,硫化速率增大,Payne效应明显减弱,损耗因子(tanδ)均小于硅土填充胶料,滚动阻力减小;硫化胶的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均随着硅土用量增大而增大,拉断伸长率明显大于硅土或白炭黑填充硫化胶,tanδ值较小。     

炭黑/白炭黑并用对胎侧胶性能的影响

研究炭黑/白炭黑并用对胎侧胶性能的影响。结果表明：混炼温度影响炭黑/白炭黑并用填充胶料的挤出性能和外观;炭黑/白炭黑并用填充胶料的门尼焦烧时间和t90与炭黑填充胶料相比均明显缩短,并随着白炭黑用量的增大呈延长趋势;随着炭黑/白炭黑并用体系中白炭黑用量的增大,硫化胶的100%和300%定伸应力减小,拉伸强度和拉断伸长率增大,耐臭氧老化性能明显改善,压缩疲劳温升和滞后损失减小,Payne效应呈现先减弱后增强的非线性变化趋势。     

Fly‐ash particles and precipitated silica as fillers in rubbers. II. Effects of silica content and Si69‐treatment in natural rubber/styrene–butadiene rubber vulcanizates

This article explored the possibility of using silica from fly‐ash particles as reinforcement in natural rubber/styrene–butadiene rubber (NR/SBR) vulcanizates. For a given silica content, the NR : SBR blend ratio of 1 : 1 (or 50 : 50 phr) exhibited the optimum mechanical properties for fly‐ash filled NR/SBR blend system. When using untreated silica from fly‐ash, the cure time and mechanical properties of the NR/SBR vulcanizates decreased with increasing silica content. The improvement of the mechanical properties was achieved by addition of Si69, the recommended dosage being 2.0 wt % of silica content. The optimum tensile strength of the silica filled NR/SBR vulcanizates was peaked at 10–20 phr silica contents. Most mechanical properties increased with thermal ageing. The addition of silica from fly‐ash in the NR/SBR vulcanizates was found to improve the elastic behavior, including compression set and resilience, as compared with that of commercial precipitated silica. Taking mechanical properties into account, the recommended dosage for the silica (FASi) content was 20 phr. For more effective reinforcement, the silica from fly‐ash particles had to be chemically treated with 2.0 wt % Si69. It was convincing that silica from fly‐ash particles could be used to replace commercial silica as reinforcement in NR/SBR vulcanizates for cost‐saving and environment benefits. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2007     

离子液体与偶联剂并用对白炭黑填充NR性能的影响

本文用偶联剂Si-69、B-69和离子液体[溴化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIM)]单独改性白炭黑,同时用两种偶联剂分别与离子液体BMIM并用改性白炭黑,对比研究了其对NR性能的影响。结果表明,与未改性白炭黑相比,Si-69、B-69和BMIM改性白炭黑后,填充NR的硫化速率加快,Payne效应减弱,力学性能改善,滚动阻力降低;其中,BMIM改性白炭黑填充NR的综合性能最优,其拉伸强度和撕裂强度比未改性白炭黑填充NR提高了一倍。与偶联剂单独改性白炭黑相比,偶联剂与BMIM并用改性白炭黑后,填充NR的t90进一步缩短,填料-橡胶相互作用更强,交联密度更大,力学性能进一步提高,滚动阻力变得更低。     

硅烷偶联剂对白炭黑填充溴化丁基橡胶/天然橡胶并用胶性能的影响

试验研究硅烷偶联剂Si69,Si75和KH560对白炭黑填充溴化丁基橡胶(BIIR)/天然橡胶(NR)并用胶性能的影响。结果表明:随着硅烷偶联剂Si75或KH560用量的增大,胶料的挤出膨胀率呈增大趋势,门尼粘度和F;减小,Payne效应减弱,定伸应力和拉伸强度呈增大趋势,拉断伸长率和撕裂强度呈减小趋势,加工性能和老化后耐屈挠性能改善;硅烷偶联剂Si75和KH560能够明显改善白炭黑填充BIIR/NR并用胶的加工性能和老化后的耐屈挠性能。     

湿法白炭黑/天然橡胶母胶在全钢载重子午线轮胎带束层中的应用

采用湿法制备白炭黑/天然橡胶(NR)母胶,并分别采用NR标准配方和带束层粘合配方制备硫化胶,对硫化胶的性能进行研究,并与干法制备硫化胶性能进行对比.结果表明:湿法白炭黑/NR母胶中白炭黑均匀分散;当采用NR标准配方时,随着白炭黑用量的增大,胶料的门尼粘度和拉伸强度增大,填充10份高分散白炭黑硫化胶的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均明显高于易分散白炭黑硫化胶;当采用带束层粘合配方时,含湿法母胶胶料的加工性能较好,白炭黑用量为10份时,含湿法母胶硫化胶老化后钢丝帘线的粘合力保持率较大,粘合性能较好.     

环保充油溶聚丁苯橡胶T2830在轮胎胎面胶中的应用研究简

以环保充油乳聚丁苯橡胶SBR1723作对比,研究环保充油溶聚丁苯橡胶T2830在轮胎胎面胶中的应用。结果表明:与SBR1723/天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)胶料相比,T2830/NR/BR胶料的起硫速度略快、硫化速度略慢;拉断伸长率和撕裂强度较高,硬度、定伸应力和拉伸强度相当;抗湿滑和抗干滑性能相当,干操控性能略差。采用T2830/NR/BR胎面胶的轮胎高速性能、耐久性能和滚动阻力与采用SBR1723/NR/BR胎面胶的轮胎相当。T2830可以替代SBR1723用于轮胎胎面胶。     

SBR在全钢载重子午线轮胎下三角胶中的应用

研究丁苯橡胶(SBR)在全钢载重子午线轮胎下三角胶中的应用。结果表明:将全钢载重子午线轮胎下三角胶中的生胶由NR调整为NR与SBR并用(并用比为80/20),并调整硫化体系,胶料的门尼焦烧时间、硫化速度和硬度变化不大,定伸应力略有提高,拉伸强度及拉断伸长率略有降低,拉断永久变形减小,耐热老化性能和成品轮胎胎圈耐久性能相当,成本明显降低。     

偶联剂对白炭黑／SBR复合材料力学性能的影响

研究了4种偶联剂KH-550、KH-792、WD-60和HG-305对白炭黑／SBR复合材料力学性能和热空气老化性能的影响。研究结果表明：当KH-550用量为4．0份时,复合材料的综合力学性能最好,与未改的白炭黑／SBR复合材料相比,其拉伸强度和撕裂强度分别提高了77％和24％;复合材料的老化实验结果表明,经偶联剂改性的复合材料的耐热老化性能有所下降,其中HG-305改性的复合材料抗老化性较好。     

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。     

新型白炭黑对天然橡胶性能的影响

研究自制新型白炭黑对天然橡胶(NR)性能的影响,并与市售白炭黑进行对比。结果表明:与市售白炭黑NR胶料相比,自制白炭黑NR胶料的硫化时间缩短,拉伸强度、拉断伸长率、弹性和耐磨性能较好,生热较低,耐屈挠龟裂性能相当;自制白炭黑用量为30份时胶料综合性能最佳。     

Effects of modified silica on the co-vulcanization kinetics and mechanical performances of natural rubber/styrene–butadiene rubber blends

Rubber blends are widely used for combining the advantages of each rubber component. However, to date, how to determine and distinguish the vulcanization kinetics for each single rubber phase in rubber blends during the co-vulcanization process is still a challenge. Herein, high-resolution pyrolysis gas chromatography–mass spectrometry (HR PyGC-MS) was employed for the first time to investigate the vulcanization kinetics of natural rubber (NR) and styrene–butadiene rubber (SBR) in NR/SBR blends filled with modified silica (SiO₂). The reaction rates of crosslinking of each rubber phase in NR/SBR were calculated, which showed that the crosslinking rates of NR were much lower than those of SBR phase in the unfilled blends and blends filled with unmodified and silane modified silica. Interestingly, the vulcanization rates of NR and SBR phase were approximately same in the vulcanization accelerator modified silica filled blends, showing better co-vulcanization. In addition, the vulcanization accelerator modified silica was uniformly dispersed and endowed rubber blends with higher mechanical strength compared to the untreated silica. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48838.