芳纶纳米纤维在白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料中的应用

通过制备芳纶纳米纤维(ANFs)胶乳预分散体,将ANFs应用于白炭黑/溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料中,探究ANFs添加量对白炭黑/SSBR复合材料物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,随着ANFs添加量的增加,胶料最小转矩(M_L)增加,最大转矩与最小转矩差(M_H-M_L)先增加后不变;硫化胶的100%定伸应力和撕裂强度显著提高;应变扫描显示,混炼胶及硫化胶的储能模量(G′)、高低应变下储能模量的差值(ΔG′)增加;硫化胶的损耗因子(tan δ)峰值随ANFs添加量的增加而减小。     

空气等离子体处理芳纶Ⅲ的性能研究

比较了国产芳纶Ⅲ与芳纶1414以及进口Twaron纤维的表面性能;采用空气等离子体处理技术对芳纶Ⅲ的表面进行改性,研究了空气等离子体处理工艺条件以及处理前后芳纶Ⅲ的结构与性能的变化。结果表明:国产芳纶Ⅲ的表面存在不均匀的浅沟槽,比芳纶1414和Twaron纤维表面粗糙,其表面浸润性较差,但却优于芳纶1414和Twaron纤维;空气等离子体处理芳纶Ⅲ的最佳条件为放电功率65 W,空气放电气压2 000 Pa,处理时间11 min,在此条件下处理的芳纶Ⅲ表面接触角由未处理时的55.8°降至41.5°,纤维的浸润性能得到改善,而其力学性能和大分子结构不受影响。     

低温等离子体处理对芳纶/环氧界面性能的影响

在采用低温等离子体对芳纶纤维进行表面处理后，用扫描电镜观察处理前后的纤维表面，测试了纤维的拉伸性能，并用单纤维抽拔法对芳纶纤维／环氧树脂的界面性能做了定量的表征。实验结果表明：经低温等离子体处理后，芳纶纤维表面变得粗糙，拉伸强度随处理时间延长而下降，纤维初始模量和断裂伸长率略有下降，而芳纶／环氧界面的粘结强度有所提高。     

高转化率乳聚丁苯橡胶1502性能评价

试验评价单体转化率分别为76%和70%的ESBR(乳聚丁苯橡胶)1502(分别以HSBR和LSBR表示)的性能。结果表明:与LSBR相比,HSBR生胶的相对分子质量较小、相对分子质量分布宽度较大、结合苯乙烯含量稍高,门尼粘度、灰分、挥发分和凝胶含量均符合相应国家标准要求;混炼胶的硫化速度稍快,加工性能较好;硫化胶的邵尔A型硬度相当,定伸应力较高,抗湿滑性能稍好,但耐磨性能稍差。     

芳纶纳米纤维对溶聚丁苯橡胶性能的影响

制备芳纶纳米纤维(ANFs)预分散体,研究ANFs用量对溶聚丁苯橡胶(SSBR)胶料性能的影响。结果表明：随着ANFs用量的增大,SSBR混炼胶的t₁₀和t₉₀无明显变化,F_L、储能模量和损耗模量增大,Payne效应增强;SSBR硫化胶的邵尔A型硬度、100%定伸应力和撕裂强度增大,拉伸强度先减小后增大,损耗因子(tanδ)最大值减小。ANFs用量为4份的SSBR硫化胶0℃时的tanδ最大,抗湿滑性能最好。     

石墨烯对天然橡胶/溶聚丁苯橡胶胎面胶性能的影响

采用机械共混法在天然橡胶/溶聚丁苯橡胶胎面胶中加入石墨烯,研究石墨烯对胎面胶性能的影响。结果表明:随着石墨烯含量增大,混炼胶的门尼粘度、F_L和F_max增大,t₁₀和t₉₀缩短,Payne效应增强;硫化胶的硬度、定伸应力和撕裂强度增大,拉断伸长率和阿克隆磨耗量先增大后减小,抗湿滑性能和滚动阻力降低,石墨烯质量分数为0.03时,滚动阻力最低;硫化胶中石墨烯导电逾渗阈值为0.03。     

芳纶纤维表面处理技术的发展概况

介绍了芳纶纤维表面处理的一些方法，如化学改性处理、表面涂层处理（包括偶联剂处理及浸润剂处理）、等离子体处理等，以及在橡胶、树脂复合材料中的应用；综述了这几种处理方法的应用和进展情况，并对其机理进行了分析。     

冷等离子体处理芳纶帘线的表面结构形态及其与橡胶粘合性能的研究

本文研究了芳纶帘线的冷等离子体处理对其表面结构形态和粘合性能的影响。芳纶纤维经空气等离子体处理后,SEM分析显示纤维表面粗糙度增加,可在一定程度上提高其与橡胶的粘合性能;但结合浸胶处理后,其与橡胶的粘合性能显著提高,较未处理提高227%以上,较空气等离子体处理与胶料直接粘合提高95%以上,较工业二浴法制备的浸胶芳纶帘线提高48%以上。该法工艺简单,对环境友好,有良好的工业化应用前景。     

芳纶平纹布表面预处理及其与天然橡胶的界面粘合性能

研究了自制芳纶表面改性剂A和胶粘剂类型对芳纶布/天然橡胶复合材料界面粘合性能的影响,并利用SEM分析了芳纶纤维改性前后的表面形貌和复合材料剥离界面形貌。结果表明,使用改性剂A处理的芳纶布、开姆洛克胶粘剂和天然橡胶制成的复合材料粘合强度达到了13.9kN/m,与未处理芳纶布相比提高了162%,较间苯二酚/甲醛/胶乳胶粘剂(RFL)的提高了61%;复合材料剥离界面微观形貌为橡胶撕裂和芳纶纤维劈裂共存;改性剂A对芳纶表面浸润良好,二者有一定程度的化学反应。     

等离子体处理对芳纶性能的影响

芳纶作为增强材料在复合材料中有广泛的应用,其界面性能是影响其复合材料界面粘结性能的重要因素。分别采用H2、空气低温等离子体对芳纶表面进行了处理。研究了等离子体表面改性后芳纶性能的变化。结果表明:经低温等离子体处理后纤维表面张力增大,由46.0mN·m-1增加到63.2mN·m-1;表面极性增强,极性分数由58.0%提高到69.9%,而纤维单丝断裂强度未有明显变化。     

低温等离子法提高芳纶布与硅橡胶粘接性能的研究

采用低温等离子法处理芳纶布,并在硅烷偶联剂的作用下,考查低温等离子处理对芳纶布与硅橡胶粘接性能的影响。研究结果表明,经低温等离子处理过的芳纶布,其表面粗糙度和羟基含量明显提高,同时在乙烯基三乙氧基硅烷(A151)作用下,芳纶布与硅橡胶间的粘接性能明显改善,且随着处理时间的延长,改善幅度增加。     

短纤维增强天然橡胶/溶聚丁苯橡胶共混物的压缩疲劳生热性能

研究了芳纶短纤维填充工艺和填充量及硫化体系对天然橡胶/溶聚丁苯橡胶共混物动态力学性能与压缩疲劳生热的影响。结果表明,用2～3份(质量,下同)芳纶短纤维替代10份炭黑填充共混物,不仅保持了共混物的邵尔A硬度、弹性模量及撕裂强度等,而且改善了其滞后损失与压缩疲劳生热性能;增加单硫键含量与适当提高交联密度可进一步降低共混物的滞后损失与动态生热,但撕裂强度有所下降。     

Evaluation of fatigue performance of filled and unfilled natural rubber/styrene-butadiene rubber composites

This paper deals with the fatigue life analysis of a blend of natural rubber (NR) and styrene-butadiene rubber (SBR) with and without nanoclay particles. Various damage parameters based on strain are investigated. A nonlinear finite element analysis is carried out by using ABAQUS. To formulate the life prediction models, the measured fatigue life is used together with various damage parameters. It is shown that all the damage parameters can estimate the fatigue lives effectively with correlation coefficients greater than 0.9. There is a good agreement between the obtained fatigue live predictions and the measured fatigue results. The effect of various parameters such as true strain and nanoparticles' loading is also investigated. The results of sensitivity analysis show that the strain has a greater effect on the variation of the rubber compounds' fatigue life. The test samples' fracture surface is assessed via scanning electron microscopy (SEM). SEM results show that as the strain increases, the test samples softly fail while the fracture surface of the nanocomposite is roughened by the addition of nanoclay.     

天然橡胶/顺丁橡胶/丁苯橡胶自润滑喷蜡橡胶材料的性能

在天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)/丁苯橡胶(SBR)为基体的自润滑喷蜡橡胶材料中加入芥酸酰胺,考察芥酸酰胺作为润滑剂时对NR/BR/SBR自润滑喷蜡橡胶材料的硫化特性、力学性能、门尼黏度、摩擦系数及耐老化性能的影响。结果表明,与未加芥酸酰胺的胶料相比,当芥酸酰胺用量为10份时,胶料转矩减小,焦烧时间和正硫化时间缩短,扯断伸长率从388%增加至523%,拉伸强度降低了21.36%,邵尔A硬度、压缩永久变形分别下降5.56%和8.74%,动、静摩擦系数分别减小23.46%和24.82%,门尼黏度降低20.89%,耐热氧老化性能下降。硫化胶拉伸100%停放5 min后,表面出现明显的白色润滑膜,胶料流动性变好,各组分分散得更均匀,断面更光滑。     

国产溶聚丁苯橡胶T2000 R的微观结构及基本性能

采用傅里叶变换红外光谱分析、凝胶渗透色谱-激光光散射-自动黏度在线检测仪、动态力学性能分析及差示扫描量热仪等手段对国产溶聚丁苯橡胶(SSBR-T2000 R)的微观结构及其基本性能进行了分析与表征,并与乳聚丁苯橡胶(ESBR-1502)作了对比。结果表明,与ESBR-1502相比,SSBR-T2000 R具有分子量分布窄、数均分子量较高、重均分子量明显低、支化度低的特点;其链结构中顺式-1,4-结构含量高、反式-1,4-结构、1,2-结构含量低;热稳定性高于ESBR-1502;玻璃化转变温度比ESBR-1502低,说明其具有优异的低温性能;高弹态动态模量较低,但其动态损耗因子和动态生热低于ESBR-1502;其硫化特性为焦烧时间较长,而正硫化时间较短;用密炼机加工胶料,SSBR-T2000 R的耐屈挠龟裂性优于ESBR-1502,且压缩生热较低。     

双金属稀土促进剂对丁苯橡胶/天然橡胶胎面胶的影响

通过配位反应制备得到双金属硫化促进剂二乙基二硫代氨基甲酸锌镧配合物(ZnLaDC),在不添加传统活化体系氧化锌(ZnO)/硬脂酸(SA)的情况下,考察了ZnLaDC用量对丁苯橡胶(SBR)/天然橡胶(NR)胎面胶复合材料硫化特性及物理机械性能的影响,并与传统硫化体系二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZnDC)/ZnO/SA制备的硫化胶性能进行了对比。结果表明,随着ZnLaDC用量的增加,SBR/NR胎面胶复合材料的硫化特性、压缩疲劳生热性能及耐磨性得到有效提高,当ZnLaDC用量为5份时,复合材料的综合性能最佳。与传统硫化体系ZnDC/ZnO/SA制备的硫化胶相比,采用ZnLaDC制备的硫化胶具有更优异的静态力学性能及耐切割性。     

乳液共沉法丁苯橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料在轮胎胎面中的应用

用乳液共沉法在中试装置上制备了丁苯橡胶/有机蒙脱土(SBR/OMMT)乳液共沉胶,研究了纳米复合材料的微观结构、力学性能、磨耗性能、加工性能等,讨论了其替代SBR在半钢子午线轮胎胎面中的应用效果.透射电子显微镜观察表明制备的乳液共沉胶是一种插层型纳米复合材料,OMMT与橡胶基质结合得较好;乳液共沉胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度、回弹性等与SBR 1502基本相当,扯断伸长率和压缩永久变形有所增大,耐磨耗性能大幅度提高;以乳液共沉胶替代SBR 1502及部分炭黑在半钢子午线轮胎胎面中的应用效果良好,胶料的力学性能、加工性能及成品胎性能均能满足工业生产要求.     

芳纶纤维表面的络合改性及其天然橡胶复合材料性能的研究

利用合适的溶剂配制成的氯化钙溶液浸渍活化芳纶纤维表面.通过均匀设计实验,研究了氯化钙溶液质量分数及处理时间对芳纶纤维天然橡胶复合材料力学性能的影响.实验结果表明:利用氯化钙甲醇溶液浸渍芳纶纤维,再用甲醇清洗芳纶纤维是降低纤维表面结晶度和提高表面粗糙度的最佳方法,溶液中氯化钙质量分数为2％时,复合材料获得最大300％定伸应力及撕裂强度,处理时间在实验参数范围内对这2种力学性能几乎没有影响.     

不同种类短纤维对天然橡胶/丁苯橡胶复合材料性能的影响

分别以尼龙66短纤维、芳纶短纤维及聚酯短纤维作为增强剂,天然橡胶（NR）和丁苯橡胶（SBR）作为基体制备了短纤维增强NR/SBR（短纤维/NR/SBR）复合材料,采用正交实验方法研究了短纤维种类、长度及用量对短纤维/NR/SBR复合材料的拉伸性能、硬度、撕裂强度的影响。结果表明,经过浸渍处理后的尼龙66短纤维与NR/SBR基体之间的结合最为紧密;浸渍处理后的尼龙66短纤维可以有效提高NR/SBR复合材料的拉伸强度,在一定范围内,随着短纤维长度和用量的增加,短纤维/NR/SBR复合材料的拉伸强度有所提高;短纤维的加入提高了NR/SBR复合材料的撕裂强度和硬度,但扯断伸长率则有所下降。     

聚氨酯/乳聚丁苯橡胶共沉胶的制备及性能

采用共沉法制备了聚氨酯/乳聚丁苯橡胶(ESBR)共沉胶,考察了芳香型和脂肪型聚氨酯的用量对聚氨酯/ESBR共沉胶性能的影响。结果表明,随着聚氨酯用量的增加,聚氨酯/ESBR共沉胶的门尼黏度下降,邵尔A硬度逐渐增加,扯断伸长率下降,300%定伸应力先增加后减小。与ESBR相比,加入聚氨酯后,共沉胶的焦烧时间、正硫化时间均显著下降,最小转矩增大;芳香型聚氨酯的加入可减小ESBR的压缩永久变形,有利于改善共沉胶的低温性能,当芳香型聚氨酯的用量为10份时,聚氨酯/ESBR共沉胶综合性能最佳。