白炭黑/炭黑混合填料补强仿生橡胶的性能

白炭黑/炭黑混合填料是近年来发展最快的一种新型橡胶材料补强剂,主要用来改善橡胶材料的动态性能.为了探究混合填料比例和密炼工艺对仿生橡胶动静态力学性能的影响机制,设计了两组实验:(1)固定密炼时间为6 min,采用不同混合比例的白炭黑/炭黑填料填充仿生橡胶,并对其分散、拉伸、疲劳及滚动阻力等性能进行系统研究.结果表明,当白炭黑在填料中的质量分数<50%时,随着白炭黑质量分数的增加,硫化胶拉伸强度显著下降,这是由于混合填料引起的分子链最大交联程度下降所致.进一步增加白炭黑含量,硫化胶的拉伸性能变化不明显,但分散等级由约1级提升至约9级,填料团聚体尺寸的减小使硫化胶的断裂伸长率和伸张疲劳寿命显著提高.(2)在固定混合比(填料中白炭黑的质量分数为75%)条件下,研究了密炼时间对硫化胶动静态力学性能的影响.结果表明,在2～10 min密炼时间范围内, 4 min密炼即显著提升拉伸强度、 300%定伸应力以及断裂伸长率,同时降低滚动阻力.主要原因是此时分子链的最大交联程度较大,分散等级和分散度较高.进一步延长密炼时间(6～10 min),填料在橡胶中易发生重新聚集,聚集体平均粒径增大且分散度...     

硅藻土增强橡胶复合材料的研究进展

硅藻土是单细胞硅藻的遗骸经自然条件形成的硅质沉积岩,因其具有质轻、大的比表面积、超强的吸附性、隔音、耐磨、耐热以及耐腐蚀等特点而被广泛应用于化工、石油、建材、生物医药卫生以及环保等众多领域。然而由于硅藻土与白炭黑的结构成分相似,白炭黑通常用作橡胶的补强填料,目前硅藻土用于橡胶补强填料的研究鲜少报道。本文综述了硅藻土的性能、硅藻土的国内外研究现状、硅藻土的改性以及硅藻土增强橡胶复合材料的制备过程,并对硅藻土增强橡胶复合材料的发展趋势做了展望。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定白炭黑中12种杂质元素含量

正近年来,白炭黑优异的补强性能使其在橡胶、塑料制品中的用量大幅增长,我国白炭黑产量出现高速增长趋势[1]。白炭黑的生产受原料、设备、生产工艺等诸多因素的影响,产品中往往含有一定量的铁、锰、铜、铝、钛等杂质元素,这些杂质元素对白炭黑的性能有着重要影响,是衡量白炭黑质量的重要指标。因此,相关标准除了对白炭黑的物理指标如比表面     

一种新型硅藻土填充橡胶纳米复合材料研究

橡胶的填料问题一直是人们的研究热点,针对炭黑和白炭黑在橡胶生产中存在的污染问题,本文选用成分结构与白炭黑类似的硅藻土来填充各种橡胶。首先对硅藻土进行了改性,并对不同改性剂改性硅藻土用于填充橡胶进行了研究。结果表明2.5份偶联剂Si69的改性效果最佳。通过机械共混法制备了改性硅藻土/橡胶纳米复合材料,通过力学性能测试确定了比较适合硅藻土填充的橡胶是氟橡胶、三元乙丙橡胶和丙烯酸酯橡胶。绿色环保且价格低廉的硅藻土可以替代白炭黑增强填充氟橡胶、三元乙丙橡胶和丙烯酸酯橡胶。     

异戊橡胶中填料的絮凝及其对性能的影响

针对硫化过程对异戊橡胶中的填料絮凝及其性能的影响等问题, 通过改变硫化温度和硫化时间, 对比研究了炭黑、 白炭黑、 炭黑/白炭黑混合填料体系中的填料絮凝过程, 比较其动、 静态性能等的变化. 为了分析交联网络在填料絮凝过程中的贡献, 对比了工艺相同的含硫与不含硫胶料在不同温度和时间下的絮凝过程. 在含硫体系中, 佩恩效应主要来自于填料网络和橡胶网络的贡献; 而在不含硫体系中, 佩恩效应主要来自于填料网络的贡献. 研究结果表明, 橡胶网络的形成在一定程度上限制了填料的絮凝, 因此, 随温度升高, 含硫体系的佩恩效应减小, 而无硫体系的佩恩效应逐渐增加或先减小后增加. 随时间延长, 含硫胶料和无硫胶料的佩恩效应均增加, 但机制有所不同. 其中含硫胶料主要来自于交联网络的形成, 而无硫胶料主要来自于填料的絮凝. 絮凝动力学研究表明, 快速絮凝发生在较短的时间范围内, 在长时间范围内絮凝开始变慢但并不会停止, 且在较低温度(60 ℃)下絮凝仍会发生. 此外, 高温和长时间热处理导致材料的拉伸性能出现下降, 但动态疲劳性能有所增强.     

轮胎胎面胶料性能及其机理研究进展

滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能是轮胎使用过程中最重要的三项性能,然而它们之间存在着严重的相互制约关系,同时提高这三项性能对胎面材料研发仍是一个挑战。本文从橡胶复合材料黏弹性的角度,综述了填料网络结构、填料-橡胶相互作用等对胎面胶料的滚动阻力、抗湿滑性能、耐磨性能的影响及其机理研究进展。通过橡胶分子结构优化以及填料改性,降低胶料中的填料网络结构,提高填料-橡胶相互作用,有利于提高胎面胶料的综合性能。     

新型橡塑助剂NRF901补强性能的研究

研究了以廉价的烟煤 ,煤矸石为原料加工而成的橡塑补强助剂NRF90 1的性能。其化学、物理和机械性能优于常用的补强炭黑N770 ,补强性能接近于高耐磨炭黑N330 ,是代替炭黑的新型助剂。     

碳酸钙与碳化硅对室温硫化硅橡胶的补强作用

在有关硅橡胶补强的研究中,人们已经对ＳｉＯ２ 等补强性填料对硅橡胶的补强作用进行了深入的研究,但对非补强填料对室温硫化硅橡胶的补强作用则相对涉及较少．作者研究了ＣａＣＯ３ 和ＳｉＣ 两类非补强性填料以及填料的粒径与分布对室温硫化硅橡胶拉伸强度、断裂伸长率和耐温性能等的影响,发现合适粒径的非补强性填料对室温硫化硅橡胶有较好的补强效果,且在填料粒径及分布匹配时有最好的补强效果,选用ＳｉＣ时还可以有效提高室温硫化硅橡胶的热稳定性．     

天然橡胶/稀土顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能

研究了三种丁二烯结构单元含量和门尼粘度不同的反式丁戊橡胶(TBIR)改性天然橡胶/稀土顺丁橡胶(NR/Nd-BR)并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能。结果表明,相比NR/Nd-BR(50/50)并用混炼胶,NR/Nd-BR/TBIR(45/45/10)并用混炼胶的Payne效应明显降低,填料网络结构明显削弱。填料分散度仪表明TBIR明显改善了炭黑在NR/Nd-BR并用橡胶基体中的分散,动态热机械性能分析仪(DMA)表明TBIR明显改善了NR与Nd-BR之间的相容性。NR和Nd-BR相容性的改善以及炭黑在橡胶基体中分散性的改善致使含TBIR的缺气保用轮胎胎侧支撑胶在力学强度基本不变的前提下,耐疲劳性能明显提高,滚动阻力和压缩生热降低。     

气相白炭黑表面处理率的影响因素及判定

气相白炭黑是一种二氧化硅纳米材料，气相白炭黑的最主要应用是用于硅橡胶的补强，但气相白炭黑在硅橡胶中很难分散，影响了补强效果，本文用六甲基二硅氮烷对白炭黑进行表面处理并对白炭黑表面处理率问题做一些探讨。     

炭黑N134在不同橡胶基体中的分散及其混炼工艺调控

以炭黑N134作为填料,对比了异戊橡胶、丁苯橡胶及仿生橡胶3种体系下混炼工艺对硫化胶性能的影响,并针对仿生橡胶体系炭黑分散度低的问题,对混炼工艺进一步优化,从而提高分散度和动静态性能.结果表明,在所研究的密炼时间范围内,随着密炼时间的延长,异戊橡胶体系和丁苯橡胶体系的分散等级由原本的1级左右提升至6级以上.但延长密炼时间并未明显提升仿生橡胶体系的炭黑分散度.针对该问题引入塑炼和包辊工艺,仿生橡胶炭黑分散性明显提高.随炭黑分散等级的增加, 3种橡胶体系的伸张疲劳性能均得到了较大改善.其中仿生橡胶生胶经塑炼后,门尼黏度和重均分子量均明显下降,表明塑炼对于增强胶料的加工性能有明显作用.相同炭黑混炼时间下,随着塑炼时间的延长,硫化胶佩恩效应也增强,这主要是由于炭黑分散程度的提高使得炭黑与橡胶基体的有效接触面积增加,进而在一定程度上增加了界面结合胶的含量.     

硅土/白炭黑复合填料对天然橡胶硫化胶性能的影响

硅土主要是由低温石英和粘土矿物组成的非金属矿物,具有独特的粒片叠置结构。本工作采用经改性处理的硅土与白炭黑并用,测定硅土/白炭黑复合填料对天然橡胶(NR)的硫化特性和力学性能,探讨填料并用对天然橡胶性能的影响。实验结果表明:经改性处理,硅土平均粒径减小,疏水性增强。硅土与白炭黑并用,有利于增强NR硫化初期的流动性,延长焦烧时间而不明显降低硫化速率,能改善橡胶的加工性能。拉伸性能测试结果表明,复合填料与白炭黑或硅土单独使用相比,能显著提高填充NR硫化胶的拉伸强度、定伸应力、交联密度,而不降低橡胶弹性。当硅土占复合填料质量为40%时,NR硫化胶的拉伸强度达到最大。动态机械性能测定结果表明,相比白炭黑,硅土更有利于减小硫化胶的生热和滚动阻力。     

TBIR改性BIIR/NR共混物的结构与性能

研究了新型合成橡胶——高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)对全钢轮胎气密层并用橡胶——溴化丁基橡胶(BIIR)/天然橡胶(NR)(质量比70/30)的改性作用,探讨了BIIR/NR/TBIR共混物的交联密度、填料分散性及力学性能,特别是并用硫化胶的气密性及屈挠疲劳性能等.结果表明,与无定型的BIIR和NR相比,结晶性TBIR的引入提高了炭黑填充的BIIR/NR/TBIR混炼胶的强度和模量,且随着TBIR用量的增大,混炼胶中TBIR的结晶熔融峰更明显,混炼胶的强度与模量显著提高.硫化特性结果表明,随着TBIR用量的增大,BIIR/NR/TBIR共混物的硫化速率略有提高,交联密度略有降低;TBIR用量为10~30份(生胶总质量的10%~30%)时,BIIR/NR/TBIR硫化胶在机械性能基本保持不变的情况下,耐热氧老化性能提高10%以上,耐一级屈挠疲劳性能提升2~5倍,气密性提高17%.炭黑分散结果表明,经过动态疲劳实验BIIR/NR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径增大至11.5μm,明显大于BIIR/NR/TBIR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径.对含TBIR硫化胶在周期性应力应变过程中的结构演变及对耐疲劳裂纹引发性能的影响机制进行了探讨,结果表明,TBIR可改性BIIR或者BIIR/NR制备高抗裂口引发的全钢轮胎气密层材料.     

高耐磨低生热NBR/TBIR复合材料的结构与性能

采用高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)对丁腈橡胶(NBR)进行改性, 制备了高耐磨、 低生热输送轮用白炭黑填充的NBR/TBIR橡胶纳米复合材料. 研究了NBR/TBIR橡胶纳米复合材料的交联密度、 物理力学性能及填料分散性, 探讨了材料的结构对性能的影响. 研究结果表明, 与纯NBR相比, NBR/TBIR橡胶纳米复合材料的硫化速率和交联密度随TBIR用量的增加而增大; 在保持NBR硫化胶基本力学性能、 耐老化性能和耐溶剂性能基本不变的前提下, TBIR的加入使NBR/TBIR硫化胶的耐磨性提高15%, 动态压缩生热降低5%, 动态压缩永久变形降低22%, 白炭黑分散水平提高; 与丁腈橡胶/顺丁橡胶[NBR/BR(80/20), 质量份数比]硫化胶相比, NBR/TBIR(80/20, 质量份数比)硫化胶具有更低的动态压缩生热和动态压缩永久变形及更好的填料分散性.     

橡胶疲劳失效影响因素及提升策略

橡胶在使用过程中会承受一定载荷从而导致疲劳失效,其失效源于裂纹扩展且最终可能导致材料完全断裂。本文对橡胶耐疲劳性能通用研究方法、橡胶疲劳破坏机理进行总结,并综述了机械载荷历史、填料、动态键、环境等因素对橡胶疲劳性能的影响,最后对橡胶疲劳研究面临的挑战和发展方向进行了展望。     

弹性体拉伸取向和应变诱导结晶研究进展

橡胶拉伸取向和应变诱导结晶被公认为是天然橡胶和一些合成橡胶(如氯丁橡胶、丁基橡胶、氢化丁腈橡胶等)高效自增强的关键所在,研究该现象和行为规律对理解橡胶增强机理具有十分重要的意义.本文总结了常用于研究橡胶拉伸取向和应变诱导结晶的表征方法,对其原理、特点和适用范围进行了对比分析;综述了纳米填料(炭黑,二氧化硅,黏土,碳纳米...     

改性硅藻土/橡胶复合材料的结构与性能

通过力学性能、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线电子能谱(XPS)和热重(TG)分析,探讨改性硅藻土适合橡胶种类及对橡胶结构及热稳定性的影响,并与炭黑及白炭黑进行了对比研究。结果显示:改性硅藻土对氟橡胶(FKM)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)以及氯丁橡胶(CR)有增强作用,相容性较好,其中对FKM改性效果最明显,与白炭黑相比,其拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性分别提高了28%、17%和30%;EPDM的拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性分别提高了11%、12%和14%。并且改性硅藻土能够改善FKM和EPDM的耐热性能。     

导热橡胶研究进展北大核心CSCD

橡胶是热的不良导体,但在实际应用中,许多领域需要橡胶具备一定的导热性能,以满足使用要求。因此,人们对于橡胶导热的研究越来越重视。本文概述了导热填料种类、形状、粒径、界面结合状态以及填料在橡胶基体中的分散性等因素对橡胶复合材料导热性能的影响,从实验角度分析了填充型导热橡胶的导热机理,阐述了目前研究中人们所建立的各种物理和数学模型,浅析了这些模型的优缺点及适用范围,并将其应用于橡胶材料导热性能的预测,最后介绍了导热橡胶的应用领域,以及导热橡胶未来的发展方向。     

白炭黑填充胶料的硫变动力学研究

轮胎硫化工艺的设定取决于各组成部件的硫化参数,最终决定轮胎的硫化效率、能耗和成品质量,硫化参数的精确性至关重要。橡胶制品的硫化交联反应符合1级动力学方程,白炭黑填充胶料的硫化反应不单有硫磺-促进剂的交联反应,还存在白炭黑极性团聚的物理作用,直接使用硫变仪检测数据无法精确表征其硫变行为。基于此,本文对白炭黑填充母炼胶(未加硫)的硫变行为进行研究,表明了白炭黑团聚作用在硫变测试时对扭矩提升的干扰。最后,对白炭黑填充终炼胶和对应母炼胶的硫变曲线依据“时间-扭矩”数据进行“相减”处理,重新绘制出能够更精确表征硫化动力行为的曲线,更好地指导含白炭黑胶料的轮胎硫化工艺设定。     

导热橡胶研究进展

橡胶是热的不良导体,但在实际应用中,许多领域需要橡胶具备一定的导热性能,以满足使用要求。因此,人们对于橡胶导热的研究越来越重视。本文概述了导热填料种类、形状、粒径、界面结合状态以及填料在橡胶基体中的分散性等因素对橡胶复合材料导热性能的影响,从实验角度分析了填充型导热橡胶的导热机理,阐述了目前研究中人们所建立的各种物理和数学模型,浅析了这些模型的优缺点及适用范围,并将其应用于橡胶材料导热性能的预测,最后介绍了导热橡胶的应用领域,以及导热橡胶未来的发展方向。