橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

本文研究了硅烷偶联剂原位改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶(SSBR)性能的影响,结果表明,通过哈克转矩流变仪对含有偶联剂的SSBR/白炭黑混炼胶进行原位热处理后可明显减弱混炼胶的Payne效应,改善白炭黑在橡胶基体中的分散.原位热处理方法能够明显提高硫化胶的300%定伸应力,降低动态压缩温升,同时可使硫化胶在0℃附近具有较高的损耗因子(tanδ),60℃附近具有较低的tanδ.对不同聚合方式得到的丁苯橡胶,即溶聚丁苯橡胶与乳聚丁苯橡胶(ESBR)/白炭黑复合材料的力学性能及动态力学性能进行了研究,结果表明,白炭黑在SSBR2305中分散效果优于在ESBR1502中;采用偶联剂原位改性白炭黑可以使SSBR2305硫化胶获得与ESBR1502硫化胶相当的物理机械性能,更理想的动态力学性能,从而得到力学性能、抗湿滑性、滚动阻力及耐磨性更加均衡的理想轮胎材料.通过对具有不同偶联效率的SSBR/白炭黑体系的微观结构与性能研究发现,随偶联效率的增加,其结合橡胶含量增加,Payne效应减弱;高偶联效率的S-SBR具有较低的动态压缩温升及较好的耐磨性.     

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.     

纳米微晶纤维素对炭黑补强天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用酸水解工业微晶纤维素(MCC)制备纳米微晶纤维素(NCC),将其与天然胶乳共凝沉,混炼时加入炭黑(CB),制备了天然橡胶(NR)/NCC/CB复合材料,研究了NR/NCC/CB和NR/NCC/CB/RH(间苯二酚-六亚甲基四胺络合物)复合材料的力学性能和动态性能,并与NR/CB体系的性能进行对比.结果表明NCC可以均匀分散在天然橡胶基体中,且依拉伸方向取向,随着NCC替代炭黑的份数增加,Payne效应减弱,说明NCC本身并不构成强的填料网络,NR/NCC/CB与NR/CB比较,前者整体的网络化程度减弱,体系的损耗因子变化不大,NCC的加入改善了NR/CB的力学性能和抗屈挠龟裂性能,降低压缩疲劳温升和压缩永久形变,当NCC取代5～20 phr CB后,仍然保持高耐磨炭黑补强天然橡胶的耐磨耗性能.动态力学性能显示NR/NCC/CB的玻璃化转变温度较NR/CB变化不大,0℃的tanδ略有下降的同时60℃的tanδ明显降低.NR/NCC/CB/RH体系的Payne效应较NR/NCC/CB明显减弱,力学性能、抗屈挠龟裂性能和耐磨耗性能进一步改善,体系的压缩疲劳温升和压缩永久形变更小.     

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。     

原位接枝炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用原位固相接枝方法,使在高温和强剪切作用下降解的天然橡胶接枝到炭黑表面.通过对接枝前后炭黑填充天然橡胶的性能对比发现,原位接枝炭黑不但能提高天然橡胶的硫化速度,还能提高拉伸强度,定伸应力和撕裂强度等;动态力学性能的测试结果表明接枝炭黑填充的天然橡胶中接枝炭黑网络化程度较低,这些结果主要归因于接枝炭黑在橡胶基体中分散性的改善及炭黑与橡胶之间作用力的增加.     

稀土化合物改性炭黑/天然橡胶复合材料的制备与性能

用铕（Eu）、钬（Ho）、饵（Er）和镝（Dy）4种稀土（Ln）氧化物（Ln2O3）制备了稀土氢氧化物改性炭黑，然后加入天然胶乳（NRL），采用凝聚共沉法制备了粉末状的稀土改性炭黑，天然橡胶复合材料P[NR／HAF-Ln（OH）3]。研究了稀土种类和用量对P[NR／HAF-Ln（OH）3]的粒径分布及其硫化胶物理机械性能的影响。结果表明，稀土可以提高NRL与乳化炭黑构成的粉末体系的成粉率，当Ho，Er的用量为1．0％或Dy的用量为0．5％时均可使粒径小于0．9mm的产物达100％；稀土的存在可显著提高P[NR／HAF-Ln（OH）3]硫化胶的拉伸强度和撕裂强度，而Er和Dy还可明显降低硫化胶的永久变形；SEM分析表明，HAF-Dy（OH）3以团粒形态存在于NR基体中，团粒表面覆盖一层NR膜，团粒与NR构成的界面模糊，说明HAF-Dy（OH）3与NR基体结合紧密，这是P[NR／HAF-Ln（OH）3]具有较好物理机械性能的主要原因。     

炭黑／SBS／橡胶复合材料的电学性能

用炭黑填充ＳＢＳ／橡胶制备导电复合材料。研究了复合材料的导电性、电阻率随温度变化的特性。讨论了炭黑填充率、炭黑结构和性质以及ＳＢＳ对复合材料导电性和电阻率－温度特性的影响。实验结果指出，使用中等结构炭黑（Ｎ５５０）填充ＳＢＳ／橡胶共混基体可获得一定强度的ＰＴＣ复合材料；适量填充ＳＢＳ可改善ＳＢＳ／橡胶复合材料的高温ρ￣Ｔ特性，硫化ＳＢＳ／ＳＢＲ可减轻其滞后性。     

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。     

改性纳米炭黑/聚氨酯复合物的制备及表征

利用有机硅偶联剂改性的纳米炭黑和聚氨酯制备了纳米炭黑/聚氨酯复合物. 采用红外光谱、透射电镜、流变学及力学性能等测试方法对纳米粒子及其聚氨酯复合物进行了表征. 红外光谱表明, 纳米粒子的存在使聚氨酯的氢键结构发生了改变. 适量改性纳米炭黑粒子明显提高了聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能. 流变学测试结果表明, 溶液中改性纳米炭黑粒子与聚氨酯分子间存在明显的相互作用.     

改性炭黑及其增强橡胶的研究

从炭黑在橡胶中的应用出发,介绍了炭黑的结构、各种炭黑改性的方法以及改性炭黑对橡胶物理机械性能的影响。     

不同粒径炭黑混合对复合型导电材料PTC性能的影响

研究了炭黑分散效果对具有PTC效应的高密度聚乙烯／炭黑导电复合材料性能的影响。实验结果表明，由不同粒度和比表面积的两种炭黑混合后填充的复合材料同由导电性能较好的乙炔炭黑填充复合材料比较，前者具有较低的渗滤阀值、较高的临界温度、优良的PTC特性以及电阻稳定性好的特点．     

碳纳米管/炭黑混杂填充聚甲醛复合材料导电性能研究

采用在转矩流变仪中熔融混合的方法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)和导电炭黑(CB)共同填充的聚甲醛(POM)导电复合材料,研究了材料的体积电阻率和导电填料用量之间的关系.用该体系的实验数据点对已发表的混合导电填料体系的定量关系式进行了验证,结果表明实验数据点和理论预测略有偏差.为方便实际应用,把混合导电填料体系的定量关系式加以发展,推导出逾渗值和两种导电填料质量比之间的关系式,并绘出了工作曲线.设计实验对工作曲线进行了验证,结果表明工作曲线对实践具有指导意义.     

Fe/炭黑、Ni/炭黑催化剂对渣油加氢反应的影响

使用模型化合物在微型反应釜中研究了载体炭黑对渣油内部氢转移反应的影响。结果表明,炭黑可以明显地促进四氢萘到蒽的氢转移反应。使用等体积浸渍法制备了Fe/炭黑、Ni/炭黑催化剂并对Fe/炭黑催化剂进行了XRD、SEM表征,结果表明,金属硫化物附着在炭黑颗粒的表面,直径为1μm左右。在高压反应釜中研究了载体炭黑和以炭黑为载体的催化剂对克拉玛依常压渣油430℃加氢反应的影响,并于传统的水溶性分散型催化剂的抑焦性能进行了对比。 结果表明,Fe/炭黑、Ni/炭黑催化剂可以明显地抑制渣油加氢反应的生焦,水洗后的催化剂效果比未经水洗的催化剂抑制生焦的效果好;Ni/炭黑催化剂抑焦效果比Fe/炭黑催化剂好;Fe/炭黑催化剂比同等浓度的水溶性Fe催化剂抑焦效果好。对反应产物馏分的分析表明,Fe/炭黑催化剂可以有效地抑制渣油缩合生焦,同时在一定程度上抑制裂化反应。     

低剪切混合方法制备炭黑/聚丙烯纳米复合材料及其电性能研究

采用一种在低剪切应力场下纳米复合材料的加工方法,制备得到纳米炭黑(CB)粒子在聚丙烯(PP)中以纳米尺度分散的聚合物导电复合材料.扫描电镜观察表明CB粒子在纳米复合材料中以纳米尺度存在,并均匀的分布在PP基体中.电性能测试发现,通过这种低剪切混合方法得到的纳米复合材料具有非常低的导电逾渗阈值(vc=2.49vol%)和较高的临界电阻指数(t=5.82),很大的偏离了普适逾渗理论.基于隧道逾渗模型对体系的电导率进行了模拟,并对CB的分散状态与导电网络的关系进行了分析.发现当纳米CB粒子以纳米尺度分散于基体中时,并不遵从接触导电机理,而是隧道逾渗机理在CB/PP纳米复合材料中起主导作用.     

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.     

环氧天然橡胶接枝高分散白炭黑增强天然橡胶复合材料的制备及表征

基于白炭黑表面硅羟基与环氧基团的可反应性,利用Haake流变仪的高温高剪切作用,在170℃下,实现了环氧天然橡胶(ENR)对白炭黑的固态原位接枝,制备出一种高分散疏水型白炭黑.探讨了白炭黑和ENR的反应配比对增强性能的影响,确定合适的反应比例为3∶1.FTIR、TGA和TEM的分析结果证实了ENR被接枝到白炭黑表面上.对比研究了接枝前、后白炭黑对增强天然橡胶(NR)复合材料性能的影响,测试结果表明接枝白炭黑在天然橡胶中具有良好的分散性并能明显改善对天然橡胶的增强效果;接枝于白炭黑表面上的环氧天然橡胶分子玻璃化转变向高温偏移,使该复合材料在常温下具备优异力学性能的同时也体现出了高动态滞后的特点.     

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。     

纳米炭黑复合涂料的制备及其耐蚀性能

纳米炭黑复合涂料的制备及其耐蚀性能;纳米炭黑;复合涂料;制备;耐蚀性     

聚类分析橡胶炭黑填充量与Yeoh模型参数的关联

为了探索橡胶炭黑填充量和Yeoh模型参数的关联,提出一种利用聚类分析对不同填充量参数的分类方法.本方法基于三参数Yeoh模型拟合炭黑填充橡胶的单轴拉伸应力应变曲线,从而得到3个准确描述力学性能的参数C10、C20和C30.利用聚类的方法对参数进行无监督分类,聚类数设置为3～8,以探究不同类别对结果的影响.结果表明,所有...     

炭黑吸附法制备掺杂镨TiO2纳米粉体及其光催化性能

以硝酸镨为掺杂的前驱物,钛酸异丙酯为TiO2的前驱物,通过炭黑吸附高温水热法制得掺杂镨的量为0.07%的纳米Pr3+/TiO2粉体。分别采用热重/差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见分析(UV-VIS)和比表面积吸附(BET)对不同焙烧温度下所得粉体的物相、颗粒度、分散性及光吸收性能进行表征和分析。实验结果表明:炭黑的吸附阻止了粉体在干燥和煅烧阶段的团聚和烧结,制得的Pr3+/TiO2纳米粉体团聚较少,呈现良好的分散性,颗粒均匀,经500℃焙烧,得到纳米粉体平均颗粒直径为18 nm,比表面积为78.08 g.m-2。光催化降解实验表明,炭黑吸附后TiO2的光催化活性在一定时间内比没有炭黑的提高了将近2倍,在紫外灯照射下Pr3+/TiO2能在60 min内对亚甲基蓝的降解率达到93%。