不同填料对HNBR性能的影响

通过分别填充四种不同粒径的炭黑以及白炭黑和硅强粉(CaSiO3),研究不同填料对HNBR的硫化性能、力学性能、动态性能以及二段硫化等的影响。研究结果表明,炭黑粒子的粒径越小,其在HNBR中形成的填料网络越多,Payne效应越显著,而且拉伸强度和压缩永久变形都随着粒径的减小而增大。白炭黑填充的HNBR胶料的Payne效应是最强的,其撕裂强度也是最高的。与其他填料相比,硅强粉可以提高胶料的拉断伸长率和降低压缩永久变形。对于过氧化物硫化的HNBR,二段硫化可以提高胶料的物理及力学性能。     

滑石粉/炭黑协同补强HNBR的研究

采用滑石粉和炭黑N990两种填料协同补强HNBR,研究了滑石粉/炭黑并用体系对HNBR性能的影响.结果表明,炭黑N990填充橡胶的Payne效应更明显;两种填料并用兼顾了炭黑N990对橡胶的补强作用以及滑石粉对橡胶的增韧作用,且压缩永久变形性能较好,力学性能显著提高,具有较好的协同效果.     

补强体系对天然橡胶减振材料性能的影响

研究补强体系对天然橡胶减振材料性能的影响。结果表明：填充19份炭黑N774和39份白炭黑的胶料的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度最大,但填料分散性和耐老化性能差,压缩永久变形较大;填充37份炭黑N550和19份炭黑N774胶料的交联密度和拉伸强度最小,Payne效应强,压缩永久变形最大;填充43份炭黑N774或39份炭黑N660及20份白炭黑的胶料兼具优异的填料分散性和耐老化性能,且压缩永久变形较小,可满足减振橡胶材料的性能要求。     

填料种类对风机主轴用HNBR胶料性能的影响

研究了5种填料(炭黑N330、炭黑N550、炭黑N990、白炭黑和高岭土)对风机主轴用HNBR胶料性能的影响。结果表明,随着炭黑粒径的增大,HNBR胶料硬度略微降低,拉断伸长率、热空气压缩永久变形和热老化稳定性能均增大,拉伸强度和耐磨性能均减小;白炭黑补强HNBR胶料性能与炭黑N550补强胶料性能相差不大,但撕裂强度较高;与炭黑补强HNBR胶料性能相比,高岭土和白炭黑补强胶料的拉断伸长率较高,但热空气压缩永久变形、耐油性能和耐磨性能均较差。     

硅烷偶联剂原位改性白炭黑填充氢化丁腈橡胶复合材料的性能研究

对比硅烷偶联剂常温处理和原位改性白炭黑填充氢化丁腈橡胶(HNBR)胶料的性能,并研究不同种类硅烷偶联剂原位改性白炭黑对HNBR胶料性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂原位改性白炭黑填充HNBR胶料的门尼粘度降低,加工性能改善,Payne效应减弱,硫化胶的拉伸强度增大,压缩永久变形减小;采用硅烷偶联剂A151或WD70原位改性的HNBR胶料的加工性能和物理性能较好,压缩永久变形较小,改性效果较优。     

增强氢化丁腈橡胶的结构与性能

研究了甲基丙烯酸锌(ZDMA)、SiO,和炭黑N 550分别填充氢化丁腈橡胶(HNBR)的流动性、硫化特性、物理机械性能、耐老化性能、压缩永久变形及动态力学性能,表征了填料在HNBR混炼胶及硫化胶中的形态结构.结果表明,3种填料填充的HNBR混炼胶均属非牛顿流体,其中ZDMA填充HNBR混炼胶具有较好的流动性;经过二段硫化后.3种填料填充HNBR具有较佳的物理机械性能、耐老化性能和耐压缩性能;zDMA和SiO2,对HNBR的增强效果显著,但HNBR硫化胶的压缩永久变形偏高,N 550填充HNBR硫化胶的扯断伸长率和压缩永久变形较低;SiO2填充HNBR混炼胶和硫化胶的Payne效应较ZDMA、N 550填充HNBR混炼胶和硫化胶显著;N 550、SiO2种填料在HNBR混炼胶和硫化胶中均能达到纳米尺度,ZDMA在HNBR混炼胶中呈微米尺度,而在HNBR硫化胶中呈纳米尺度.     

隐晶质石墨与炭黑并用对乙烯丙烯酸酯橡胶性能的影响

研究隐晶质石墨/炭黑并用对乙烯丙烯酸酯胶料性能的影响。结果表明:随着隐晶质石墨和炭黑N550用量的增大,胶料的Payne效应增强,弹性模量增大,硬度、100%定伸应力和撕裂强度增大,拉断伸长率减小;胶料的拉伸强度随着隐晶质石墨用量的增大而减小,随炭黑N550用量的增大而增大;压缩永久变形随隐晶质石墨用量的增大而增大,随炭黑N550用量的增大先减小后增大。当隐晶质石墨用量为5~10份、炭黑N550用量为40~50份时,胶料的邵尔A型硬度大于70度,拉伸强度大于16 MPa,拉断伸长率大于250%,撕裂强度大于27 k N·m~(-1),压缩永久变形小于20%。     

氢化丁腈橡胶/丁腈橡胶耐热密封复合材料的性能研究

研究炭黑、白炭黑、碳酸钙和陶土对氢化丁腈橡胶（HNBR）/丁腈橡胶（NBR）耐热密封复合材料的硫化特性、物理性能、耐热空气老化性能和耐油性能的影响。结果表明：白炭黑补强并用胶的耐热空气老化性能和耐油性能较好,但压缩永久变形大;陶土和碳酸钙补强并用胶的各项性能均较差;炭黑N220补强并用胶的物理性能较好,压缩永久变形小,更适合作为制备HNBR/NBR耐热密封材料的补强填料;炭黑N220和N330在并用胶中分散均匀,而炭黑N770分散不均匀,粒子聚集体较多。     

加工工艺对ZDMA/N550/HNBR复合材料结构与性能影响

研究了二段硫化、剪切作用时间以及预混工艺对甲基丙烯酸锌（ZDMA）及其与炭黑（N550）并用填充氢化丁腈橡胶（HNBR）硫化胶的物机性能及压缩永久变形性能影响,并用TEM表征了不同工艺条件下填料在胶料中的分散状态。研究结果表明：采用二段硫化和剪切分散工艺能明显改善填料在胶料中的分散,提高硫化胶的综合性能;ZDMA/过氧化二异丙苯（DCP）预混工艺也能显著使反应性填充补强剂ZDMA形成优异的纳米尺度的分散状态。     

ZDMA/白炭黑填充HNBR的结构与性能

以甲基丙烯酸锌(ZDMA)/白炭黑填充氢化丁腈橡胶(HNBR),研究ZDMA/白炭黑并用比、硫化剂DCP用量及硫化时间对HNBR硫化胶结构和性能的影响。结果表明,在填料总量不变的前提下,随着白炭黑用量的增大,ZDMA/白炭黑填充HNBR硫化胶拉伸强度和压缩永久变形先减小后增大,填料分散性下降;随着硫化剂DCP用量的增大,ZDMA/白炭黑填充HNBR硫化胶物理性能和动态性能提高,填料分散性变好。当ZDMA/白炭黑并用比为10/30、硫化剂DCP用量为5～6份、一段硫化条件为160℃×45min、二段硫化条件为150℃×(9～12)h时,ZDMA/白炭黑填充HNBR硫化胶综合性能较好。     

Structure,morphology, and properties of HNBR filled with N550, SiO2, ZDMA,and two of three kinds of fillers

The vulcanization properties, mechanical properties of hydrogenated nitrile rubber (HNBR) filled with carbon black (N550), zinc dimethacrylate (ZDMA), SiO₂ independently and two of three kinds of fillers together were investigated, respectively. The filler‐dispersion was characterized by the transmission electron microscopy (TEM) and dynamic mechanical properties. The results showed that HNBR composite filled with SiO₂ or ZDMA displayed high tensile strength, elongation at break and compression set. The HNBR composite filled with N550 displayed low compression set, tensile strength and elongation at break. The dispersion of SiO₂ in HNBR compound was better than that in HNBR vulcanizates because of SiO₂ particles self‐aggregation in vulcanizing processing. ZDMA particles with micron rod‐like and silky shape in HNBR compounds changed into near‐spherical poly‐ZDMA particles with nano size in HNBR vulcanizates by in situ polymerization reaction. The N550 particles morphology exhibited no much change between HNBR compounds and vulcanizates. N550/ZDMA have the most effective reinforcement to HNBR and the appropriate amount of ZDMA is about 25% of total filler amount by weights. The theory prediction for Payne effect (dispersion of the filler) shown by the dynamic properties is identical with actual state observed by TEM. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

Effects of Carbon Black on the Properties of HNBR Reinforced by in-situ Prepared ZDMA

Hydrogenated nitrile rubber (HNBR) filled with carbon black (CB) and in-situ prepared zinc dimethacrylate (ZDMA) was prepared by mechanical mixing method. The effects of carbon black on the vulcanization characteristics, physical and dynamic mechanical properties, thermal stability and the fracture surface morphologies of HNBR reinforced by in-situ prepared ZDMA (HNBR/ZDMA) were investigated. The results showed that, for given ZDMA loading (50 phr), with the increasing CB content, the scorch time extended, tensile strength, tear strength and elongation at break increased at first and then decreased, while the modulus at 100% and hardness increased. The comprehensive properties of the HNBR/ZDMA/CB was optimal, when the content of CB was 10 phr. DMA analysis showed that the addition of CB could enhance the storage modulus (E’) & loss modulus (E”), and decreased the glass transition temperature (Tg) of HNBR/ZDMA. TGA analysis revealed that the addition of CB could improve the thermal stability of HNBR/ZDMA. SEM analysis showed that the CB dispersed well in the HNBR/ZDMA, and the CB could improve the dispersion of ZDMA effectively.     

HNBR4种补强填充体系的研究

分别研究了炭黑N330,炭黑N550,炭黑N660和炭黑N774对氢化丁腈橡胶（HNBR）硫化特性和力学性能的影响,并考察了4种炭黑在HNBR中的分散度和Payne效应。结果表明,炭黑N550的胶料焦烧时间和正硫化时间均最长,分散度最好。随着炭黑粒径的逐渐增大,硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度均逐渐减小,拉断伸长率却逐渐增大。4种炭黑胶料的Payne效应强弱顺序为炭黑N330〉炭黑N550〉炭黑N660〉炭黑N774。     

甲基丙烯酸锌增强弹性体的相态研究 II.硫化胶料(英文)

利用扫描电子显微镜(SEM)和透视电子显微镜(TEM)研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体(包括BR,SBR,EPDM,NBR,EPM,POE和HNBR)的微观相态结构。发现在各体系的硫化胶料中均存在两类基本分散结构:纳米分散结构和微米分散结构。其中纳米增强结构是在胶料过氧化物交联过程中由ZDMA原位聚合生成的;而微米结构就是残余的ZDMA颗粒。这两种结构的尺寸及相对含量因不同的复合体系而不同。对于BR和SBR体系,其微米分散结构较其他体系更多,且纳米分散结构的尺寸相对略小。而在EPDM,NBR,EPM,POE,HNBR中,微米分散结构较少,且纳米分散结构的尺寸相对较大。还研究了ZDMA颗粒的原生尺寸对硫化胶料的相态结构的影响,发现在POE体系,较大的ZDMA原生尺寸将造成其硫化胶料中微米分散结构的大量增多;而EPDM,EPM,NBR,HNBR胶料的相态则对ZDMA原生尺寸的变化不敏感。硫化胶料的微观相态的差异必将对其物理机械性能产生直接的影响。     

甲基丙烯酸锌增强弹性体的相态研究Ⅱ.硫化胶料

利用扫描电子显微镜（SEM）和透视电子显微镜（TEM）研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体（包括BR，SBR，EPDM，NBR，EPM，POE和HNBR）的微观相态结构。发现在各体系的硫化胶料中均存在两类基本分散结构：纳米分散结构和微米分散结构。其中纳米增强结构是在胶料过氧化物交联过程中由ZDMA原位聚合生成的；而微米结构就是残余的ZDMA颗粒。这两种结构的尺寸及相对含量因不同的复合体系而不同。对于BR和SBR体系，其微米分散结构较其他体系更多，且纳米分散结构的尺寸相对略小。而在EPDM，NBR，EPM，POE，HNBR中，微米分散结构较少，且纳米分散结构的尺寸相对较大。还研究了ZDMA颗粒的原生尺寸对硫化胶料的相态结构的影响，发现在POE体系，较大的ZDMA原生尺寸将造成其硫化胶料中微米分散结构的大量增多；而EPDM，EPM，NBR，HNBR胶料的相态则对ZDMA原生尺寸的变化不敏感。硫化胶料的微观相态的差异必将对其物理机械性能产生直接的影响。     

环保增塑剂在乳聚丁苯橡胶中的应用

研究增塑剂种类和用量以及炭黑种类对乳聚丁苯橡胶(ESBR)性能的影响.结果表明:随着增塑剂用量的增大,硫化胶的物理性能均下降;在相同增塑剂用量下,与加入芳烃油的硫化胶相比,加入环烷油或环保芳烃油(TDAE)的硫化胶的压缩疲劳温升较小.随着应变和增塑剂用量的增大,胶料的Payne效应减弱;在相同增塑剂用量下,加入芳烃油的胶料Payne效应最强.在相同粒径炭黑胶料中,加入TDAE的胶料拉伸强度与撕裂强度最大,压缩疲劳温升最小;加入芳烃油与炭黑N220、N330的胶料Payne效应较强.     

基于离子超分子网络实现自修复天然橡胶的制备

将甲基丙烯酸锌（ZDMA）或聚（甲基丙烯酸锌）低聚物（PM）引入到天然橡胶中,同时并用炭黑/白炭黑与天然橡胶共混,制备一种具有自修复性能的耐屈挠疲劳橡胶。研究结果表明,与PM相比,ZDMA可形成以离子交联为主的可逆超分子网络,赋予了硫化胶更好的自修复功能,当其用量为40份（质量）时硫化胶的自修复效率最高,接近100%。不饱和羧酸盐（ZDMA或PM）与传统填料（炭黑和白炭黑）并用时,PM仅在前期可有效抑制裂纹的扩展,ZDMA可明显提高材料的耐屈挠疲劳性能,当m（ZDMA）/m（炭黑）为20/40时硫化胶的耐屈挠疲劳性能最好。     

Study on wear,cutting and chipping behaviors of hydrogenated nitrile butadiene rubber reinforced by carbon black and in‐situ prepared zinc dimethacrylate

In this study, the wear (Akron and DIN) and the cutting and chipping (C&C) behaviors of hydrogenated nitrile butadiene rubber (HNBR) reinforced by carbon black (N115) and in‐situ prepared zinc dimethacrylate (ZDMA) were investigated. It was validated that ZDMA was more effective than N115 to enhance the wear and C&C resistance of HNBR composites. The Akron wear resistance of the HNBR/N115 composites increased with the content of ZDMA, and the Schallamach ridges observed on the abraded surfaces became less and less clear. With increasing content of ZDMA, the failure mode of the DIN abraded surface underwent the transition from craters to Schallamach ridges, and finally to scratches. The HNBR/N115 composite reinforced by 10 phr ZDMA had the best DIN wear resistance when Schallamach ridges were the dominant failure mode. The use of 30 phr ZDMA can dramatically enhance the C&C resistance of the HNBR/N115 composites. The C&C resistance was suggested to be related to both the variation of the morphology of the C&C ridges and the direction of crack propagation as a function of the content of ZDMA. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011