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。     

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。     

Si-69在白炭黑填充的EPDM硫化胶中的补强作用

本文用溶胀法测定了白炭黑填充的EPDM硫化胶中橡胶-填料间的相互作用程度。试验结果表明:硅烷偶联剂Si-69具有增强聚合物-填料间相互作用的能力。从凝胶含量,物理性能等方面,进一步证实了Si-69在白炭黑填充的三元乙丙胶中具有一定的补强作用。     

改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对白炭黑进行表面改性,并制备改性白炭黑/天然橡胶复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电镜、橡胶加工分析仪等测试手段对改性白炭黑及改性SiO_2/NR复合材料的结构与性能进行了表征,并研究其硫化性能及力学性能。结果表明,经FT-IR、TG分析,3种硅烷偶联剂已成功接枝到白炭黑表面;改性SiO_2/NR复合材料相对于未改性SiO_2/NR,焦烧时间变长,正硫化时间缩短,结合胶含量增大;改性SiO_2/NR与未改性SiO_2/NR相比其定伸应力、撕裂强度明显提高,但断裂伸长率有所减小;改性白炭黑在天然橡胶基体中的分散性明显提高,其中Si69-SiO_2在天然橡胶基体中的分散性最好;Si69-SiO_2/NR复合材料的滚动阻力与生热最低;改性后的SiO_2/NR复合材料的拉伸断面粗糙程度增加。     

硅烷偶联剂和马来酸酐对NBR/RHA复合涂层结构与性能的影响

以农业废弃物——谷壳灰(RHA)为填料,采用液态共混工艺(即将有机溶剂溶解的NBR生胶、改性谷壳灰和其他助剂混合形成混合胶液)制备了NBR/RHA复合涂层。用硅烷偶联剂Si69、KH550、KH560和马来酸酐(MAH)对谷壳灰进行改性,并研究了上述改性剂对谷壳灰分散性、结合胶以及NBR/RHA复合涂层结构和性能的影响。结果表明,在4种改性剂中,Si69的改性效果最好,经Si69改性后谷壳灰的分散性、谷壳灰与NBR相的界面作用,NBR/RHA复合涂层的力学性能、耐流体性能均最佳。     

RHA/NBR复合涂层的制备及结构与性能研究

以谷壳灰(RHA)为填料,采用液态共混工艺(即将已溶解的NBR生胶、改性谷壳灰和其他助剂在溶剂中混合形成混合胶液)制备了RHA/NBR复合涂层。用Si69对谷壳灰进行改性,考察了Si69含量对谷壳灰分散性、结合胶以及对RHA/NBR复合涂层的交联密度、微观形貌、耐流体性、热稳定性等多种性能的影响。结果表明:Si69含量对谷壳灰分散性、结合胶以及RHA/NBR复合涂层的结构和性能均有一定影响,且当Si69含量为20%时,谷壳灰的分散性、谷壳灰与NBR两相间相互作用,RHA/NBR复合涂层的耐流体性、热稳定性均较高。     

硅烷偶联剂KH550对NR硫化胶热氧老化性能的影响

研究了硅烷偶联剂KH550对NR硫化胶老化过程中的交联密度和力学性能的影响。结果表明,加入KH550可以减缓交联密度和损耗因子tanδ的变化,有效抑制NR硫化胶的热氧老化,同等老化条件下物理力学性能要好于无KH550填充的NR硫化胶。随着KH550用量的增大,上述硫化胶性能变化的趋势增强。     

硅烷偶联剂对EPDM/MVQ共混胶性能的影响

三元乙丙橡胶(EPDM)为非极性高分子材料,硅橡胶(MVQ)为半无机高分子材料。要获得性能优异的EPDM/MVQ共混胶,提高EPDM和MVQ的相容性是关键。研究了不同种类硅烷偶联剂作为相容剂对EPDM/MVQ共混胶性能的影响,并对偶联剂的并用进行了研究。实验结果表明:加入硅烷偶联剂Si-69或KH-550均能使EPDM/MVQ共混胶的力学性能得到改善;适量的硅烷偶联剂A-172与炭黑反应,使得炭黑成为体系的交联点,因此炭黑在共混体系中分散更均匀,从而使EPDM/MVQ共混胶达到较好的力学性能。     

硅烷偶联剂在填充橡胶中的应用

介绍了硅烷偶联剂对填充橡胶性能的影响。硅烷偶联剂与填料发生反应,使其由亲水性变为疏水性,改善填料的分散性,从而增大与橡胶的相互作用,提高填充硫化胶的物理性能和动态力学性能。     

机械共混法制备改性多层氧化石墨烯/天然橡胶复合材料及其性能EI北大核心CSCD

采用含硫硅烷偶联剂(双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物,Si69)改性多层氧化石墨烯(MGO),制备出改性多层氧化石墨烯(SMGO),并采用红外光谱、紫外光谱、扫描电镜对其进行表征分析。进一步利用机械共混法制备出SMGO/NR复合材料,研究了复合材料的力学性能、动态内耗性能,并与MGO/NR复合材料进行对比。结果表明,Si69成功接枝到MGO上;相比纯胶,当添加2phr SMGO时,复合材料的拉伸性能提高57%,tanδ值降低21.4%。     

含硫偶联剂对木粉/橡胶-塑料三元复合材料力学性能及耐热性能的影响

以再生高密度聚乙烯（HDPE）、沙柳木粉和废轮胎胶粉为原材料,含硫偶联剂Si69为界面相容剂,采用模压法制备木粉/橡胶-塑料三元复合材料。考察Si69对木粉/橡胶-塑料三元复合材料力学性能及耐热性能的影响,并采用FTIR和SEM分析Si69改性前后废轮胎胶粉的表面特性及木粉/橡胶-塑料三元复合材料的微观断面形貌。结果表明:Si69与废轮胎胶粉发生了化学反应。当Si69添加量为5wt%时,木粉/橡胶-塑料三元复合材料的界面结合较佳,力学性能及耐热性能较优,其中弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度较未添加Si69的木粉/橡胶-塑料三元复合材料分别提高了13.85%、7.24%和6.63%;维卡软化温度和热变形温度较未添加Si69的木粉/橡胶-塑料三元复合材料分别提高了6.95℃和8.70℃,Si69可在一定程度上提高木粉/橡胶-塑料三元材料的耐热性能。Si69添加量为7wt%时,木粉/橡胶-塑料三元复合材料的缺口冲击强度可达到3.99 k·Jm-2。      

表面接枝防老剂的白炭黑在天然橡胶中的应用

为了提高白炭黑与橡胶的相容性,同时防止防老剂的挥发,采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与对氨基二苯胺(PPDA)的反应物对白炭黑进行表面改性,得到表面接枝防老剂的白炭黑。将改性白炭黑应用于天然橡胶(NR)中考察其增强与防老性能,并与炭黑/NR、未改性白炭黑/NR和Si69改性白炭黑/NR复合材料相比较(均添加防老剂4020)。结果表明,改性白炭黑/NR复合材料的焦烧时间延长,硫化时间缩短,白炭黑在橡胶中的分散性提高,同时具备更出色的力学性能。随着表面接枝防老剂含量的增加,改性白炭黑/NR复合材料的拉伸强度和撕裂强度比未改性白炭黑和Si69改性白炭黑/NR均有大幅提高。当接枝的PPDA含量达到5.27%(与白炭黑的质量比)时,其拉伸强度比未改性白炭黑/NR提高了90%,比Si69改性白炭黑/NR提高了73%,并接近炭黑/NR; 其撕裂强度是未改性白炭黑/NR的5倍,Si69改性白炭黑/NR的2.5倍,炭黑/NR的2倍。另外,表面接枝防老剂的白炭黑/NR复合材料具有优异的抗热氧、抗臭氧和湿热老化性能;其抗臭氧老化性能优于添加通用防老剂4020的对比复合材料。     

三元乙丙橡胶耐磨性能研究

研究了生胶品种、硫化体系、填充体系和加工助剂等因素对三元乙丙橡胶耐磨性能的影响。实验结果表明:胶种选用高乙烯含量,高门尼粘度的非充油型乙丙橡胶,硫化体系采用硫磺/硫载体并用的有效硫磺硫化体系,填充体系采用高结构炭黑N220以及Si-69改性过的气相法白炭黑AS-200并用体系,同时配合0.5份左右的爽滑粉,都能有效提高EPDM胶料的耐磨性能。     

Structure and properties of fibrillar silicate/SBR composites by direct blend process

Silicate attapulgite(AT)/Styrene Butadiene rubber (SBR) composites with excellent properties and low cost were first prepared from a direct blending process (including polymer melt blending and emulsion co-coagulation). The structure and properties of above composites were carefully investigated. It was found that most AT separated into dispersed units with diameters less than 100 nm in SBR by the direct blend process. However, a few dispersion units as large as 0.2–0.5 m and a clear network structure of dispersion units in SBR was observed by TEM, SEM and RPA. AT can be purified, but purified AT cannot be easily dispersed in the rubber matrix by polymer melt blending. Siliane coupling agent Si69 can improve the dispersion of AT and enhance the chemical interfacial adhesion. At the same loading, AT (pretreated with Si69) was found to have better reinforcing effect on SBR than carbon black SRF with particle size 60–100 nm and even than N330 with particle size 26–30 nm to some extent. Meanwhile, the cost of AT/SBR composites is pretty low.     

二元混杂粒径氮化硅填充硅橡胶的性能

在质量分数65%总氮化硅用量下,分别选取0.6 μm、3.0 μm、15 μm三种粒径氮化硅粒子,按照15 μm/0.6 μm=25、3.0 μm/0.6 μm=5两种组合所得混杂粒子来填充硅橡胶,研究两体系中的小粒子相对含量(Ws)变化对硅橡胶性能的影响.结果表明,硅橡胶热导率分别在Ws为20%及40%处达到最大值,...     

Si-69偶联剂处理的橡胶水泥砂浆抗压强度研究

通过正交实验选出Si-69偶联剂的最佳工艺条件,然后测试将最优条件处理下的橡胶作为一种添加成分取代部分粗骨料的水泥砂浆的抗压强度.试样分别为橡胶粉和橡胶块,掺量为水泥质量的3%、5%、10%,以考察橡胶粒度和掺量变化对抗压强度的影响.实验结果表明,掺有Si-69偶联剂处理橡胶的水泥砂浆的抗压强度比掺加未处理橡胶的水泥砂浆3%和10%时均有一定的提高,掺5%粗橡胶时也有一定提高,但掺5%细橡胶时却有一定的降低.     

用等离子体处理后硅橡胶的表面氧化

用不同功率和作用时间的等离子体处理户外绝缘用硅橡胶。用ＸＰＳ技术分析了处理后硅橡胶表面成分的变化。结果表明，等离子体处理后的硅橡胶表面“有机硅”含量降低，“无机硅”含量增加，导致硅橡胶表面的Ｃ含量降低，Ｏ、Ｓｉ含量增加，探讨了硅橡胶的老化机理。     

研磨溶液对改性石墨矿表面性质及微观结构的影响

使用行星式球磨机对石墨矿粉(G)进行湿法球磨改性,以硅烷偶联剂Si-69为改性剂,考察了球磨溶液对石墨矿粉微观结构和表面性质的影响,然后将改性石墨矿粉填充到丁苯橡胶中,考察了改性石墨/丁苯胶复合材料的力学性能及微观结构.结果表明,球磨溶液不同,改性石墨矿粉的微观结构和表面性质有所不同.以异丙醇为球磨溶液的改性石墨矿粉(...     

Spatially resolved photoelectric performance of axial GaAs nanowire pn-diodes

The spatially resolved photoelectric response of a single axial GaAs nanowire pn-diode has been investigated with scanning photocurrent and Kelvin probe force microscopy. Optical generation of carriers at the pn-junction has been shown to dominate the photoresponse. A photocurrent of 88 pA, an open circuit voltage of 0.56 V and a fill factor of 69% were obtained under AM 1.5 G conditions. The photocurrent followed the increasing photoexcitation with 0.24 A/W up to an illumination density of at least 90 W/cm², which is important for potential applications in concentrator solar cells.