丁苯橡胶/炭黑湿法预混胶的塑炼特性

基于胶乳/炭黑湿法混合的丁苯橡胶/炭黑湿法预混胶(P(SBR/CB))是一种在低剪切力环境下制备得到的炭黑在丁苯橡胶基体中分散优良的橡胶/炭黑预混胶,与采用传统机械混炼得到的充炭黑母胶相比,未经塑炼加工的P(SBR/CB)中的橡胶-炭黑相互作用较弱,故其加工行为表现出诸多新的特点。本文在分析P(SBR/CB)结构的基础上,采用实验室开炼机和Brabender转矩流变仪研究了其塑炼特性,探讨了开炼机薄通次数和密炼机塑炼工艺参数(循环油温、转速、塑炼时间等)对其塑炼特性(表观黏度、门尼黏度、排胶温度和结合胶含量)的影响规律,发现P(SBR/CB)的塑炼过程主要包括2个同时进行的进程,即炭黑网络的破坏和橡胶-炭黑相互作用的增强,且可通过调节密炼机塑炼参数,调控P(SBR/CB)混炼胶的门尼黏度和结合胶含量。     

过硫酸铵改性炭黑通过胶乳混合法补强天然橡胶胶乳

用过硫酸铵水溶液改性炭黑,制备亲水性的炭黑悬浮液。通过红外光谱仪和热失重表征改性后炭黑表面含氧基团的变化。利用激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计观察炭黑水溶液的分散性和分散稳定性,改性前后粒径由155.7nm降到114.2 nm。采用胶乳共混法制备改性炭黑/天然橡胶胶乳复合材料的性能明显增强,拉伸强度提高14.5%,撕裂强度提高56.5%。通过扫描电镜(SEM)观察发现,改性后的炭黑在橡胶基体中粒径小且分散均匀,与基体的界面结合力增强,炭黑的补强效果得到提高。     

不同改性白炭黑增强天然橡胶复合材料的性能研究

采用不同硅烷偶联剂(Si69、KH560和NXT)对白炭黑进行改性处理来提高SiO_2/天然橡胶(SiO_2/NR)复合材料的性能。通过力学性能、结合胶含量、硫化性能和扫描电镜检测来分析不同改性白炭黑填充复合材料的影响。结果表明:白炭黑的改性处理改善了复合材料的强度、定伸应力等性能,提高了复合材料的结合胶含量;缩短了复合材料的硫化时间,降低了最小转矩,使混炼胶的流动性提高,减轻了填料网络结构;偶联剂的加入改善白炭黑与橡胶的相容性,使白炭黑分散均匀,从而提高了复合材料的性能。     

天然胶乳与丁苯胶乳并用胶乳的性能研究

研究了停放时间、并用比对天然胶乳与丁苯胶乳并用胶乳胶体性能的影响,并测试了天然胶乳与丁苯胶乳共混胶乳胶膜的物理机械性能;用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析(TG-DTG)法,分析表征并用胶乳的热性能.结果表明:随着停放时间的延长,并用胶乳的黏度显著下降,表面张力下降幅度不明显;随着天然胶乳在并用胶乳中比重的增加,表面张力随之增加;随天然胶乳用量的增加,并用胶乳胶膜力学性能逐步提高.     

环保型水切割胶粉对天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用环保型水切割胶粉及力化学改性胶粉（MRP）与天然橡胶（NR）复合制备胶粉-NR复合胶,并探讨了胶粉用量对复合胶力学性能和动态性能的影响。通过红外和热失重分析确定了胶粉的主要成分为NR和丁苯橡胶（SBR）,且改性后胶粉大分子链结构未发生明显变化。通过橡胶加工分析仪研究了胶粉用量及改性对复合胶加工性能的影响。采用炭黑分散仪研究并观察了胶粉在NR中的分散情况。结果表明,胶粉改性后与NR的相容性提高,二者界面结合力增大,MRP-NR复合胶加工性能改善。炭黑分散结果表明,胶粉用量越多,其分散性越差,改性后胶粉的分散性提高,MRP-NR复合胶的力学性能最优,拉伸强度为27.9 MPa。     

碳纳米管/天然橡胶复合材料的制备及性能

对碳纳米管/天然橡胶复合材料的制备工艺和材料性能进行了研究。碳纳米管与天然橡胶复合后,橡胶DSC曲线中结晶熔融峰变小,硫化返原现象减轻,焦烧时间略有缩短。经过分散-粘合体系处理,碳纳米管在橡胶中的分散程度及界面粘合状况改善,复合材料的整体力学性能提高,与炭黑增强样品相比,碳纳米管复合材料在回弹及动态压缩性能方面占有优势,动态模量和玻璃化转变温度高,热降解稳定性较好。      

天然橡胶/凹凸棒石纳米复合材料的制备与性能研究

硅烷改性凹凸棒石后,采用乳液共混共凝法制备出了凹凸棒石/天然橡胶复合材料(attapulgite/natural rub-ber composites,ANRC),并对ANRC进行了表征;红外光谱分析证实凹凸棒石得到了有机化改性;ANRC的力学性能测试表明,当天然胶乳浓度适宜、改性剂用量为1.5份、改性凹凸棒石填充量为30份时,ANRC的综合性能最好,与未添加填料的纯天然硫化胶相比,ANRC的扯断强度、撕裂强度、邵尔A硬度分别提高了77.45%、100.50%、67.74%;与炭黑做填充剂制备天然橡胶复合材料,以及机械共混法制备复合材料相比,ANRC力学性能有明显提高;扫描电子显微镜分析结果显示,采用乳液共混共凝法制备的硅烷改性ANRC,结构致密,凹凸棒石填料分布均匀,分布粒度主要为纳米级,与橡胶基体相容性良好.     

天然橡胶与其环氧化物并用胶基复合材料的黏弹阻尼性能

为改善天然橡胶（NR）的阻尼性能,在密炼机中以质量比20：80混合不同环氧度环氧化天然橡胶（ENR）与天然橡胶制备ENR-NR并用橡胶基体,在橡胶基体的混炼与开炼过程加入其他填充组分（硫磺、促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑（DM）、促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CZ）、ZnO、硬脂酸、炭黑）得到了宽温域阻尼ENR-NR基复合材料。采用橡胶加工分析仪和动态力学热分析仪,研究了ENR-NR混炼胶和硫化胶的动态力学和阻尼性能。结果表明：NR环氧化增强了分子链局部刚性,改善了胶体与填料的黏结性,但ENR吸附较多炭黑后不易均匀分散于连续相NR中。因此,ENR-NR并用混炼胶的黏度和储能模量随ENR环氧度增大而增加;在NR中加入ENR可改善硫化胶的弹性和阻尼性能。ENR-NR并用胶的有效阻尼温度范围拓宽到较高温度,环氧度为25的ENR与NR并用后,有效阻尼温度范围为-57~1℃,明显宽于NR的-57~-20℃,但高环氧度并用胶则出现阻尼失效区。加入少量ENR对NR的硬度、模量和断裂伸长率影响不大。     

离子液体作为多功能助剂在白炭黑填充天然橡胶中的应用

以天然橡胶为基体,探究了离子液体对橡胶硫化、白炭黑分散性及白炭黑与橡胶界面相互作用的影响,对比了离子液体用量及烷基链长度对白炭黑填充天然橡胶的作用效果。通过硫化机理的研究及硫化特性的对比发现,溴化咪唑盐离子液体能够活化硫化反应,极大地提高了硫化速率和交联密度。离子液体与白炭黑之间存在离子偶极相互作用,佩恩(Payne)效应结果表明,离子液体能够改善白炭黑在天然橡胶中的分散,且随着用量及咪唑环烷基链长度的增加,改善效果越来越明显。通过结合胶含量测定和拉伸断裂表面观察可以得出,离子液体能够改善橡胶与填料的界面相容性。在离子液体3种功能的共同作用下,白炭黑填充天然橡胶复合物的拉伸强度最大增加了114%,撕裂强度最大增加了201%,邵坡尔(DIN)磨耗损失最大减少了50%;用量为3 phr时,硫化胶的各项力学性能最佳。     

环氧化天然橡胶改性石墨烯-炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

以环氧化天然橡胶(ENR)为界面改性剂,制备了石墨烯-炭黑/天然橡胶-ENR(GR-CB/NR-ENR)复合材料,研究了ENR用量对GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,ENR的加入可以改善GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能及CB粒子在天然橡胶基体中的分散性,增加GR与NR的相容性,增强填料与NR基体间的界面相容性,同时改善GR-CB/NR-ENR硫化胶的动态力学性能、物理性能和耐老化性能。当ENR添加量为6 wt%时,GR-CB/NR-ENR复合材料撕裂强度和拉伸强度最高,硫化胶耐老化性最好。随着ENR含量的增加,GR-CB/NR-ENR复合材料的压缩疲劳温度先升高后降低;随着应变的不断增大,GR-CB/NR-ENR复合材料的储能模量G'不断减小,损耗因子tanδ先增大后减小;动态模量随着应变的增加急剧下降。      

凹凸棒土与炭黑粉体协同补强天然橡胶的性能

采用球磨溶液改性的方法制备改性凹凸棒土,利用机械共混法制备凹凸棒土-炭黑-天然橡胶复合材料,研究凹凸棒土与炭黑相互作用对天然橡胶性能的影响。结果表明:Si11-110型硅烷偶联剂对凹凸棒土有良好的改性作用,凹凸棒土与炭黑之间具有明显的协同补强效果,改性的凹凸棒土-炭黑-天然橡胶复合材料可以显著提高100%和300%的定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率和耐切割性能;硅烷改性的凹凸棒土与炭黑协同补强能明显改善复合材料的网络结构,使得橡胶复合材料有更大的储能模量;通过增加结合胶的厚度,橡胶分子链在结合胶表面,更容易滑移和解缠,有效增大了拉伸强度和断裂伸长率。     

含硫偶联剂对白炭黑-天然橡胶的硫化特性及力学性能的影响

在橡胶加工体系中,采用偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)与硫磺(S)进行互配,保持橡胶内部硫含量不变,制备白炭黑(SiO_2)-天然橡胶(NR)复合材料;借助无转子流变仪、万能拉伸试验机、橡胶加工分析仪等对白炭黑-天然橡胶复合材料进行表征,考察不同Si69-S互配对橡胶复合材料的硫化特性及力学性能的影响。结果表明:随着Si69逐渐替代S含量,白炭黑-天然橡胶复合材料的硫化特性得到改善,白炭黑在天然橡胶基体中的团聚程度减弱,分散性逐渐提高;硫化温度越高,反应速率常数越大;随着Si69逐渐减少,S量逐渐增多,断裂伸长率与撕裂强度总体呈增大趋势;当Si69质量为4.2 g、S的质量为1 g时,硫化胶的拉伸强度达到最大值,为33.8 MPa。     

微生物凝固天然橡胶的性能

采用从胶乳中分离、筛选出来的菌种凝固天然胶乳,制备微生物凝固天然橡胶(NR-m)。研究了NR-m的理化性能、热氧降解性能、硫化特性和硫化胶力学性能,并与酸凝固天然橡胶(NR-a)进行了对比。结果表明:与NR-a相比,NR-m的P0和灰分含量高,而挥发物含量、杂质含量、PRI、氮含量低,数均分子量(Mn)大,分子量分布(MWD)窄;混炼胶的最大扭矩值(MH)高,t10和t90短,硫化速率指数(Vc)大;硫化胶力学性能好,老化前、后性能变化较大;NR热氧降解可分为两个阶段,NR-m热氧降解的特征温度T0、TP和Tf均比NR-a低。     

一种阻水耐磨编织袋胶黏剂的制备方法

本文介绍了一种满足编织袋胶黏性能的同时能延长编织袋使用寿命的胶黏剂的制备方法。添加有天然橡胶乳,天然橡胶最大的特点是胶黏性强,韧性强,环境友好,应用广泛,添加天然胶乳能增加胶黏剂的胶黏性和抗老化性能,延长编织袋的使用寿命,添加的甲基丙烯酸甲酯能增加编织袋的耐磨性能。     

纳米四氧化三铁/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

采用化学共沉淀法经过硅烷偶联剂改性制备纳米四氧化三铁粒子(纳米Fe3O4),再通过不同的制备工艺与天然胶乳(NR)共混,制备纳米Fe3O4/天然橡胶复合材料(纳米Fe3O4/NR)。利用马尔文MS2000激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析仪器分别对所制备样品的形貌、成分及结构进行表征。结果表明:化学共沉淀法制备的纳米Fe3O4粒子为结晶态,粒径约为47nm。硅烷偶联剂可有效地对纳米Fe3O4表面进行改性;改性后的纳米Fe3O4粒子,增强了纳米Fe3O4/NR复合材料的界面作用,提高了纳米Fe3O4粒子在NR中的分散性,改善了复合材料的结构和性能。     

炭黑/热塑性硫化胶复合材料导电的奇异性

系统地研究了炭黑(CB)/热塑性硫化胶(TPV)(三乙丙橡胶/聚丙烯类型)复合材料的导电性能,发现CB/TPV复合材料具有独特的电学性能。交联的橡胶相的存在对导电炭黑粒子既产生排斥效应,又产生阻隔效应。前者对导电网络的形成有利,而后者正相反。在低橡胶相含量时,随橡胶相含量增加,复合材料电阻呈下降趋势;而高橡胶含量时,随橡胶相含量增加,复合材料的电阻升高。高橡胶含量时,复合材料电阻的逾渗效应明显减弱。复合材料在熔融状态下热处理时,其电阻-时间效应明显依赖于模具压力。同样热处理时间下,压力越高,电阻越大。压力达到一定值后,体系的电阻基本不受热处理时间的影响。初步认为这是由于热处理完毕释压后,变形的弹性粒子发生形变恢复从而对热处理形成的聚集网络有一定的破坏作用所致。自由升温实验表明:CB/TPV复合材料具有NTC现象,即使在结晶熔化区也未展示PTC行为,这与橡胶粒子的热膨胀排斥效应有关。在熔融态停留阶段电阻的稳定性很好,这主要归因于熔融态下炭黑粒子聚集(对电导有利)和橡胶相粒子聚集(对电阻有利)相互竞争的结果。      

氧化石墨烯/多壁碳纳米管影响天然橡胶性能的实验研究

氧化石墨烯（GO）和多壁碳纳米管（MWCNTs）因其良好的力学性能和导热性能,被广泛应用于橡胶填料。为了提高硫化效率,改善天然橡胶的物理性能,本论文将不同配比的GO和MWCNTs与橡胶混炼制备了一种GO/MWCNTs橡胶复合材料。通过测试混炼胶以及硫化胶的各项物理性能得出结论,GO填料与MWCNTs填料二者存在协同作用,并且不同配比的GO与MWCNTs对胶料性能的影响也不同,当MWCNTs填料定量加入6wt%时,随着GO含量的增加：硫化胶的最大转矩M_H与交联密度ΔM值呈增大趋势;焦烧时间t_c10和正硫化时间t_c90先降低,在3wt%后t_c90略有回升,且当GO与MWCNTs含量分别为3wt%和6wt%时,对硫化效率的提升最为明显;当二者同时加入6wt%时,混炼胶与硫化胶的导热率分别提高了25.1%和23.3%;硫化胶的100%定伸应力、300%定伸应力出现升高趋势,在3wt%之后略微下降。综合来看,当GO与MWCNTs添加量分别为3wt%与6wt%时,填料粒子对橡胶的补强效果最佳,其良好的导热性能增...     

用红外光谱法研究橡胶/炭黑的界面相互作用

用红外光谱法(FI-IR)研究了橡胶微观结构、炭黑表面基团对橡胶/炭黑的界面相互作用的影响。研究表明,炭黑加入后各分子基团的振动均发生红移。炭黑与富电子的分子链相互作用大,即天然橡胶(NR)>丁基橡胶(BR)>丁苯橡胶(SBR)>丁腈橡胶(NBR);对侧基的影响小于对主链的影响。极性基团丙烯腈含量(ACN)增加,除ν(C≡N)外碳链上的其它基团均发生蓝移,且支链上双键基团所受影响最大。炭黑加入后,减弱了ACN含量增加对链段间作用力的影响,随ACN含量增加各基团蓝移较纯胶的小。门尼黏度仅影响δCH2的振动峰位。     

原位聚合法制备炭黑/聚甲基丙烯酸酯导电复合材料

通过原位聚合法制备了炭黑/聚甲基丙烯酸甲酯(CB/PMMA)、炭黑/聚甲基丙烯酸丁酯(CB/PB-MA)和炭黑/聚甲基丙烯酸2-乙基己酯(CB/PEHMA)三种导电复合材料,研究了这三种聚合物基体对复合材料的导电性影响。结果表明:由于炭黑的阻聚作用,当复合材料的炭黑含量增加时,均聚物的数均分子量呈下降趋势,多分散性系数PDI变大。而且炭黑粒子表面发生了接枝聚合反应,这有利于炭黑粒子在聚合物基体中的分散。当聚合物基体的玻璃化温度Tg较高时,复合材料逾渗阈值较低。     

蛋白质含量对天然胶乳中橡胶粒子稳定性的影响

天然胶乳(NRL)中主要成分为橡胶烃、水和蛋白质、类脂物、无机盐等非胶组分,其中蛋白质对天然胶乳橡胶粒子形态和稳定性有重要影响。对天然胶乳进行离心及酶解处理,得到蛋白质含量不同的脱蛋白胶乳(DPNR)。研究蛋白质对胶乳粒径、zeta电位、胶膜凝胶含量和交联密度的影响。通过对比分析,离心及酶处理后,蛋白质含量降低,平均粒径增大,zeta电位降低,凝胶含量和交联密度均降低。结果表明随着蛋白质含量的降低,橡胶粒子发生团聚,粒子表面保护层完整性和分子网络结构被破坏,分子链间交联点减少,稳定性降低。