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。     

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。     

一种硅烷偶联剂的合成及其在白炭黑/天然橡胶复合材料中的应用

采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)与对氨基二苯胺(PPDA)反应,制备得到一种具有防老化功能的硅烷偶联剂,并通过1H-NMR、IR和MS对其结构进行表征.之后,将不同用量的硅烷偶联剂用于原位改性白炭黑制备防老功能化白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料,并与相应的炭黑/NR、未改性白炭黑/NR及双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69)改性白炭黑/NR在加工性能、增强性能和防老化性能方面进行对比.硫化特性数据表明,防老偶联剂的添加使复合材料的黏度降低,最大转矩增加,正硫化时间缩短.动态黏弹性能显示,改性后白炭黑的分散性得到明显提高.复合材料的力学性能先随防老偶联剂用量的增加而提高,之后到达平台.当防老偶联剂的用量大于或等于白炭黑质量的10.8%时,复合材料的拉伸强度与炭黑/NR、Si69改性白炭黑/NR相当,远大于未改性白炭黑/NR的强度;而其撕裂强度都大于3种对比复合材料.经过100℃下不同天数的热氧老化后,添加防老偶联剂的复合材料表现出良好的性能保持率,优于添加防老剂4020的3种对比材料,表明防老偶联剂具有更好的防护效果.     

c-BN对绝缘高导热硅橡胶性能的影响

采用聚二甲基硅氧烷基础胶、含氢硅油交联剂、立方氮化硼(c-BN)导热填料,制备了绝缘高导热硅橡胶;研究了c-BN的不同含量对硅橡胶导热性能、绝缘性能、物理性能的影响。结果表明:填充改性c-BN粉体可以大幅度提高硅橡胶体系的导热性能,在c-BN用量为80%时导热系数为7.16 W/(m·k),热阻为3.39 cm~2K/W;c-BN粉体会降低硅橡胶体系的绝缘性能和力学弹性,但当用量不超过80%时,击穿强度大于6 k V/mm、体积电阻率大于1×1012Ω·cm、硬度小于55、压缩永久变形小于30%,符合实际使用中的绝缘需要,符合产品安装和使用的条件,不易被压碎、压裂而且具有一定弹性。     

酸处理Silicalite—I沸石填充硅橡胶渗透蒸发分离膜

研究酸处理Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ—Ｉ沸石对有机溶剂、水的吸附、脱附性质，酸处理Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ—Ｉ填充硅橡胶膜对低浓度有机溶剂水溶液的渗透蒸发分离性能以及填充膜的力学性能。实验结果表明，在硅橡胶膜中填充酸处理Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ—Ｉ沸石能改善膜对有机溶剂－水混合物的分离性能，且分离性能的改善与沸石在膜中的填充量以及硅橡胶的品种有关。另外，沸石的填充也有利于改善膜的力学性能。     

粉煤灰/硅橡胶复合材料的性能研究

以粉煤灰为填料,采用Si-69、钛酸酯和硬脂酸三种偶联剂对其进行表面处理,采用红外光谱仪和扫描电镜分析了改性前后粉煤灰的表面结构和形貌,而后将粉煤灰添加到硅橡胶中,比较粉煤灰改性前后复合材料的力学性能和阻燃性能。实验结果表明:红外光谱证实三种偶联剂改变了粉煤灰的表面结构,SEM观察到改性后粉煤灰的比表面积得到了提高;改性粉煤灰/硅橡胶复合材料的力学性能和阻燃性能比未改性的粉煤灰/硅橡胶复合材料得到了较大的提高。当添加量为1%的硬脂酸改性粉煤灰/硅橡胶复合材料的力学性能和阻燃性能最佳。     

原位分散紫外光固化SiO_2纳米复合材料的性质

紫外光固化技术是以紫外光为辐射光源使体系快速固化的技术 ,具有易散热、快速固化成型、百分之百转化率、固化材料质量高等诸多优点 ,可用来制备各种功能材料 [1～ 3] .Adrian等[4] 在紫外光可固化材料中利用分散法填充各种传统填料 ,提高了固化材料的力学性能 .本文将 Si O2 纳米粒子分散在环氧丙烯酸酯齐聚体等构成的紫外光可固化溶液中 ,制得了 Si O2纳米复合材料 .试验表明 :原位分散紫外光固化合成纳米复合材料具有快速固化、容易成型、基体可选等优点 ,所得 Si O2 纳米复合材料具有良好的力学和光学性能 .试剂与仪器 :双酚 A环氧…     

荧光指示剂载体对荧光法溶氧传感器荧光膜性能的影响

以沉淀白炭黑、气相白炭黑和MQ树脂负载荧光指示剂Ru(dpp)3Cl2,添加到二甲基硅橡胶,制备氧敏感荧光膜,研究指示剂载体和用量对荧光膜荧光输出的影响。结果表明:纯硅橡胶荧光膜的荧光输出很低,SiO2填料可作荧光指示剂的载体提高指示剂的分散和荧光效率,SiO2填料提高荧光效率的能力为MQ树脂>气相白炭黑>沉淀白炭黑。含10%SiO2载体的硅橡胶制备的荧光膜,其荧光输出随指示剂用量线性增加,直至指示剂用量达0.1%,但SiO2填料降低荧光膜的响应速度。     

交流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响

采用针-板电极交流电晕放电试验装置研究了电晕放电对高温硫化硅橡胶憎水性、不同温度下憎水恢复性、力学性能和电气性能的影响,结果表明电晕放电作用不同时间后高温硫化硅橡胶材料憎水性丧失是一个渐进的过程,严重时硅橡胶材料憎水性会暂时性丧失,硅橡胶材料在不同温度下憎水性恢复速度不同,电晕放电作用后硅橡胶材料憎水接触角不能恢复至新试样初始水平.电晕放电不同时间后硅橡胶材料表面受电晕放电影响的范围逐渐扩大,表面产生了黑色粉末状电晕环,前期发展较快,然后逐渐由表层损坏转为纵深方向发展,材料表面和内层均可能遭到不同程度电蚀损,硅橡胶主链基团Si—O—Si、侧链基团Si—CH3和甲基中C—H键相对强度均随着电晕放电作用时间的增加呈下降趋势,材料拉伸强度和硬度有所下降,介电性能明显下降.     

陶瓷基钛掺杂硅胶块体吸附剂研究

以陶瓷纤维纸为基材, 顺次经水玻璃、酸性硫酸氧钛溶液浸渍共沉淀制得新型蜂窝状陶瓷基钛掺杂硅胶块体吸附剂. FTIR谱在波数954 cm^－1附近的特征吸收峰表明钛掺杂硅胶中存在Si-O-Ti键; XRD谱显示掺杂材料为无定型非晶相材料; SEM显示钛掺杂硅胶粒子较好地分散在陶瓷纤维表面及其空隙中; 用EDS及XPS揭示了材料的组成和钛原子含量, 根据钛掺杂前后XPS中Si2p, O1s, Ti2p 3/2电子结合能变化以及²⁹Si MAS NMR中硅原子化学位移差异, 进一步表明钛原子替代硅原子进入了四面体骨架; BET分析显示掺杂材料以中孔为主. 与硅胶相比, 由于钛掺杂, 其比表面积、孔容增大, 吸附性能、耐热性能增强.     

耐高温高导热硅橡胶的研究与应用进展

概述了导热硅橡胶的种类、组成、固化机理和应用及发展方向。分析了硅橡胶的热老化机理,概述了几种提高硅橡胶耐热老化性能的方法,指出添加含杂原子聚硅氧烷是提高硅橡胶耐热性和综合性能的一条非常重要的有效途径。同时系统阐述了导热硅橡胶的导热理论和机理及提高硅橡胶导热性的方法,概述了导热填料的种类、晶体结构、粒径及制法、取向和纤维化及表面处理和复合杂化对硅橡胶导热性能的影响。     

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.     

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．     

一步法制备EVA/MMT纳米复合材料的研究

高聚物／粘土纳米复合材料是现今高分子材料研究中的一大热点、在高聚物基体中填充少量的纳米级粘土便可显著增强其力学性能及热稳定性^[1-3]。高聚物／粘土纳米复合材料的制备通常采用有机改性法即先用长链烷基铵盐将粘土有机化，使粘土片层间距增大，并由亲水性变为亲油     

6-O-孟氧羰基-D-半乳糖酯的合成及应用

以半乳糖和薄荷醇为起始原料，设计合成了目标化合物6-O-孟氧羰基-D-半乳糖酯（I），其结构经¹H NMR、¹³C NMR和ESI-MS确证，并进行了I的热裂解试验、添加于烟丝后的物理保润性能测试和感官评吸评价。      

马来酰胺酸对硅橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

以马来酰胺酸(MAA)、六甲基二硅氮烷(HDMS)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)对硅橡胶/白炭黑(SR/Silica)复合材料进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、平衡溶胀法、力学性能测试等手段对3种改性剂对SR/Silica复合材料的改性效果进行比较。结果表明:MAA可以更好地促进白炭黑在硅橡胶中的分散;与HDMS和VTEO改性的SR/Silica复合材料相比,MAA改性的SR/Silica(m(MAA)∶m(SR)=3%)的拉伸强度分别提高了24%和52%,并且具有更低的压缩应力松弛速率以及更小的压缩永久变形,MAA在制备高强度硅橡胶方面具有良好的应用前景。     

刚性微粒填充高聚物的宏观本构关系

用微观力学和统计方法研究了含损伤过程的刚性粒子填充高聚物的非线性本构关系．在材料的变形过程中，粒子与基体间界面的开裂引发微孔洞的成核与长大，这虽然弱化了材料的宏观力学性能，但是带来了宏观本构的非线性效应，这为材料的增韧奠定了基础．该文分析了刚性粒子对材料的强化作用和微孔洞演化对材料的弱化作用，以及这两种竞争机制的耦合效应对宏观本构关系的影响，并从理论上给出了界面强度，粒径分散度，平均粒径等参量对材料宏观力学行为影响的定量分析结果．     

近地轨道空间中硅橡胶类材料的环境适应性及老化

硅橡胶类材料具有良好的耐高低温性能、电气性能及耐辐射性能,因此广泛应用于航天器的密封、阻尼、胶接及涂层防护领域。本文介绍了大部分航天器所运行的近地轨道空间(LEO)环境的特点及硅橡胶类材料的真空性能、耐高低温性能、耐原子氧侵蚀性能及光/辐射老化性能等,并对未来空间级硅橡胶材料的发展提出了设想。     

钛酸钾晶须对热硫化硅橡胶性能的影响

研究了钛酸钾晶须对热硫化硅橡胶复合材料的硫化特性、力学性能及热稳定性的影响,通过扫描电镜观察了复合材料的断面及晶须在基体中的分散性。结果表明:钛酸钾晶须能促进硅橡胶的硫化,提高其最高扭矩;同时,钛酸钾晶须对硅橡胶具有一定的补强作用,拉伸强度、硬度等随晶须用量的增加而增大;钛酸钾晶须的引入,使硅橡胶复合材料的热稳定性明显提高,填充量为9vol%时,与纯硅橡胶相比,复合材料的热分解温度提高了65℃,Kissinger法求出填充量为12vol%的钛酸钾晶须/硅橡胶复合材料的热分解活化能为193.62kJ/mol,高于相同填充量的白炭黑/硅橡胶复合材料,具有较好的热稳定性。     

橡胶补强填料的研究进展

随着汽车行业的发展,在"安全、环保和节能"方面,对轮胎的性能提出了更高的要求,因此对轮胎原料—橡胶的补强研究越来越多。本文详细介绍了补强填料补强橡胶的机理、补强填料的分类及改性途径,概述了传统补强填料炭黑、白炭黑及炭黑/白炭黑双向填料的性能和研究现状,综述了新型补强填料硅酸盐类、碳酸盐类及其它常用新型种类和性能,指出新型填料拓展了橡胶补强技术和功能橡胶材料领域的研究思路,应加强橡胶补强填料的开发、补强机理探讨和拓展补强复合材料的表征和检测手段,以满足橡胶行业发展的需求。