碳酸钙晶须/天然橡胶复合材料力学性能的研究

文章采用Si-69、硬脂酸钠、NDZ101、硬脂酸和十八酸锌五种表面改性剂对碳酸钙晶须进行表面处理,并用于天然橡胶的补强。结果表明:碳酸钙晶须经表面改性剂表面处理后,复合材料的静态力学性能明显高于未经表面处理时;碳酸钙晶须加入天然橡胶使损耗因子tanδ降低,玻璃化转变温度向低温方向移动,提高了其低温使用性能,其中当Si-69改性碳酸钙晶须含量为5%时,复合材料的损耗因子tanδ降低最多,玻璃化转变温度为-82.8℃,其耐寒性最好。     

碳酸钙晶须表面处理及其对天然橡胶复合材料性能的影响

碳酸钙晶须用表面改性剂Si-69、硬脂酸钠、钛酸酯偶联剂NDZ101进行表面处理,并用于天然橡胶（NR）的补强。结果表明,表面处理后碳酸钙晶须的表面性能提高,与NR的界面作用增强,对NR起到明显的补强作用。表面处理后碳酸钙晶须的加入使改性碳酸钙晶须／NR复合材料的损耗因子tan艿降低,热稳定性提高。其中以Si-69改性碳酸钙晶须补强效果最优,Si-69改性碳酸钙晶须／NR复合材料300％定伸应力、拉伸强度、撕裂强度比未改性的分别提高36．9％、34．2％、24．7％。     

硬脂酸系表面改性剂对碳酸钙晶须/天然橡胶复合材料性能的影响

试验研究3种硬脂酸系表面改性剂对碳酸钙晶须/天然橡胶(NR)复合材料物理性能和热稳定性的影响。结果表明:经表面改性剂处理的碳酸钙晶须表面性能提高,与NR界面作用增强;改性碳酸钙晶须/NR复合材料的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均比未改性时有所增大;硬脂酸改性的复合材料综合物理性能较优,硬脂酸或硬脂酸钠改性的复合材料热稳定性提高。     

碳酸钙晶须补强天然橡胶的性能研究

采用偶联剂Si69对碳酸钙晶须进行表面处理,研究改性碳酸钙晶须对天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明:偶联剂Si69能显著改善碳酸钙晶须的表面性能,提高碳酸钙晶须与NR基体的界面作用,碳酸钙晶须对NR起到明显的补强作用。当改性碳酸钙晶须用量为5份时,复合材料的综合性能最佳。改性碳酸钙晶须的加入使复合材料的热稳定性能得到了一定的提高。     

碳酸钙晶须表面改性研究

采用几种改性剂对碳酸钙晶须进行了表面改性试验,结果表明硬脂酸钠对碳酸钙晶须的改性效果显著,以硬脂酸钠为改性剂,考察了改性剂用量、改性时间、改性温度、初始料浆质量分数、搅拌速度、烘干温度等因素对碳酸钙晶须表面改性的影响,选择活化指数及接触角对碳酸钙晶须的改性效果进行表征,在最佳试验条件下,改性产品的活化指数为100%,接触角为146.66°.碳酸钙晶须改性前后的IR检测分析表明,硬脂酸钠改性碳酸钙晶须过程中,在硬脂酸钠与碳酸钙晶须间存在化学吸附.     

碳酸钙晶须表面改性研究

采用不同改性剂对碳酸钙晶须表面进行改性研究,研究了改性剂种类、改性剂加入时间、改性剂用量等因素对碳酸钙晶须改性效果的影响。结果表明,采用单一改性剂时以硬脂酸钠的改性效果最佳;采用复合改性剂（硬脂酸钠和十二烷基硫酸钠）时,其改性效果优于采用单一改性剂硬脂酸钠;改性剂在碳化反应前加入效果较好;改性剂最佳用量为4%（质量分数）。最优改性产品的活化指数为98%,沉降体积为4.41 mL/g。对比碳酸钙晶须改性前后的红外光谱图,发现改性后出现了明显的亚甲基,说明改性剂已经牢固地键合在碳酸钙上。     

表面化学改性碳酸钙晶须对环氧树脂杂化材料的结构性能影响

利用硅烷偶联剂对碳酸钙晶须表面进行化学改性,研究了表面改性对环氧树脂/碳酸钙晶须复合材料的结构与性能的影响。研究结果表明,表面化学改性能够增加环氧树脂与碳酸钙晶须的相容性,增强碳酸钙晶须与环氧树脂之间的相互作用,改善碳酸钙晶须在环氧树脂中的分散。碳酸钙晶须与环氧树脂之间的界面相互作用是复合材料能够大幅度提高冲击强度的主要原因。     

纳米碳酸钙的表面改性及其填充107硅橡胶复合材料的性能研究

采用硬脂酸对纳米碳酸钙进行湿法表面改性,探讨改性机理,研究107硅橡胶/改性纳米碳酸钙复合材料的性能。结果表明:硬脂酸对纳米碳酸钙表面改性的效果较好,硬脂酸主要通过化学吸附改性纳米碳酸钙;随着硬脂酸用量增大,纳米碳酸钙的活化度增大,在107硅橡胶中的分散性提高;107硅橡胶/改性纳米碳酸钙复合材料Payne效应减弱,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度增大。     

钛酸钾晶须增强不饱和聚酯树脂的力学性能

应用硅烷偶联剂、硬脂酸和钛酸酯偶联剂对钛酸钾晶须(PTW)进行表面处理,考察了偶联剂种类和钛酸钾晶须用量对不饱和聚酯树脂(UP)/PTW复合材料力学性能的影响,用扫描电子显微镜观察了纯UP及UP/PTW复合材料的断面形貌。结果表明,用3种偶联剂表面改性的PTW能够显著提高UP的力学性能,其中以硬脂酸为最好。经过硬脂酸表面改性的PTW能够较好地分散在树脂基体中,当硬脂酸表面改性的PTW质量分数为2.5%时,UP/PTW复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高约57%和39%。     

碳酸钙晶须补强炭黑/天然橡胶/丁腈橡胶复合材料的性能研究

采用钛酸酯偶联剂对碳酸钙晶须进行改性,研究改性碳酸钙晶须对炭黑/天然橡胶/丁腈橡胶复合材料性能的影响。结果表明:改性后碳酸钙晶须的表面性质改变,有效改善了碳酸钙晶须与橡胶基体的相容性,提高了复合材料的物理性能和储能模量,增强了Payne效应,对耐油性能影响不大;当改性碳酸钙晶须用量为4份时,复合材料的综合性能最佳。     

The Effect of Ethylene Diamine Dilaurate and Silane Coupling Agent on Cure Characteristics,Mechanical, and Thermal Properties of Silica-Filled Natural Rubber Composites

The influence of a new coupling agent, ethylene diamine dilaurate (EDD) and a commercial silane coupling agent, (Si-69) on the cure characteristics, mechanical and morphological properties of silica-filled natural rubber (NR) composites was studied. The results show that scorch time and cure time decreased with an increase in both coupling agents' content, but maximum and minimum torques exhibit the opposite trend. The mechanical properties such as tensile strength and tensile modulus, M100 and M300, increased with increasing both coupling agents' content but at a similar coupling agent content, silica-filled natural rubber composites with Si-69 exhibit better tensile strength (more than 2 phr) and tensile modulus than does EDD. Elongation at break (Eb) of silica-filled natural rubber increased with increasing EDD content but Si-69 exhibits the opposite trend. Scanning electron microscopy (SEM) study of tensile fracture surfaces shows the better tensile strength of silica-filled natural rubber composites with Si-69 and EDD over control composites (without EDD or Si-69). Thermogravimetric analysis (TGA) results indicate that silica-filled NR composites with EDD have higher thermal stability than Si-69. Fourier transform infrared spectra (FTIR) provided an evidence of interaction between EDD and Si-69 with silica in NR composites.     

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。     

Carbon nanotubes/carbon black synergistic reinforced natural rubber composites

Abstract

Carbon black (CB) and carbon nanotubes (CNTs) filled natural rubber (NR) composites were prepared. In order to overcome the dispersion of CNTs in rubber matrix, the surface modification of CNTs with bis-(γ-triethoxysilylpropyl)-tetrasulphide (Si-69) was undertaken, and a two-step mixing process, i.e. the use of twin roll mill followed by mixing in a Haake Banbury mixer (TR-THM) was used. The structure and mechanical properties were investigated. The results show that the Si-69 treated CNTs (S-CNTs) were dispersed in the rubber matrix uniformly. Compared with CB/NR composites without CNTs, the S-CNTs/CB/NR composites have better mechanical properties. When the ratio of S-CNTs/CB/NR was 5 : 20 : 100, the tear strength was improved by ～60%, and the mechanical properties reached a maximum. Dynamical mechanical analysis (DMA) reveals that with increasing content of CNT, the elastic modulus of composites at room temperature increases, and the maximum loss tangent and the corresponding glass transition temperature of composites decrease.     

Promoting the dispersibility of silica and interfacial strength of rubber/silica composites prepared by latex compounding

The dispersibility of precipitated silica and its interfacial interaction with rubber matrix can affect the performances of tires which is a difficult problem to be solved. A well-dispersed silica dispersion was obtained through ball milling and modification process followed by heat treatment to enhance the properties of NR composites prepared by latex compounding. Benefiting from the modifier Si-747, the well-dispersed silica/NR composite (Silica-MSH-C) shows excellent tensile strength of 30.8 ± 0.5 MPa, which is 17.6 ± 3.8% higher than latex compounding pure silica/NR composite (Silica-C) and 21.7 ± 4.3% higher than traditional mechanical blending pure silica/NR composite (T-Silica-C). The tan delta values indicate that Silica-MSH-C has better dynamic properties and also has stronger interface strength according to swelling tests, heat capacity curves and Mooney-Rivlin equation. The molecular dynamics (MD) simulation further shows the binding energy between NR and Si-747 modified SiO₂ is 58.88 Kcal/mol larger than the value of NR and pure silica.     

晶须状碳酸钙填充聚合物材料性能的研究

研究了晶须状碳酸钙的填充量及表面处理状况对填充ＰＶＣ材料和ＰＰ材料性能的影响。力学性能和流变性能的测试结果表明，碳酸钙晶须作为填充材料，在相同的填充量下加工 交小、拉伸强度和冲击强度较高，对晶须进行适当的表面处理后，体系的性能可以得到进一步提高，这是因为晶须具有特殊的针状外形，在加工应力的作用下可以迅速地在聚合物熔体中定向排列，对体系起到良好的增强和增韧作用。     

PA66/PP/晶须硅复合材料的制备与性能

通过双螺杆挤出机采用熔融共混的方法制备了尼龙(PA)66/聚丙烯(PP)/晶须硅复合材料.研究了偶联剂的种类以及晶须硅的用量对复合材料体系力学性能、微观形态和热性能的影响.结果表明,采用硅烷偶联剂KH560处理的晶须硅具有较好的分散性.晶须硅能够显著提高PA66/PP合金的拉伸和弯曲强度,对复合材料的韧性也有一定的改善...     

SMC晶须在丁苯橡胶中的应用

对硅镁钙晶须（SMC晶须）在丁苯橡胶（SBR）中的应用进行了研究,考察了晶须用量（0～50phr）对胶料的硫化特性和硫化胶的力学性能的影响,并与常用的填料白炭黑（WCB）和碳酸钙（CaCO3）进行了比较。实验结果表明：SMC晶须对SBR有促进硫化作用;SMC晶须对SBR具有一定的补强作用,拉伸强度随着晶须用量的增加而增大;用量相同时,SMC晶须填充的复合材料硬度和撕裂强度与WCB填充的相当,300%定伸应力比WCB填充的高,拉伸永久变形比WCB小得多;SMC晶须补强效果远优于CaCO3。     

硅烷偶联剂KH-550和Si-69增容粉煤灰/废胶粉复合材料

采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)对粉煤灰(FA)/废胶粉(URP)复合材料进行增容,考察了偶联剂用量和加入方式对复合材料性能的影响,并对复合材料的结构和微观形貌进行了表征。结果表明,KH-550和Si-69均可以改善FA与URP的相容性,提高复合材料的力学性能;Si-69的增容效果好于KH-550,最佳的Si-69/FA/URP(质量比)为1.0/40/100。采用硅烷偶联剂与FA混合、再与URP混合的分步加入方式,与同步加入方式相比,制备的复合材料更易成型,且复合材料的力学性能、耐磨性能和耐热老化性能更好。与KH-550相比,用Si-69改性的FA/URP复合材料,其相界面更为模糊,无孔洞。硅烷偶联剂改性的FA/URP复合材料中有Si—O生成。     

碳酸钙晶须填充改性PP的研究

分别使用轻质碳酸钙和碳酸钙晶须对ＰＰ进行填充,研究了填料种类,填料量以及表面处理对体系性能的影响。结果表明,在相同的填料量下,当填充晶须时,体系的加工扭矩较小,拉伸强度和冲击强度较高,对晶须进行适当的表面处理后,体系的性能可得到进一步提高。