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.     

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.     

炭黑的“impurity-free”改性及其在聚酰亚胺薄膜中的分散特性研究

利用聚酰胺酸(PAA)在研磨过程形成炭黑(CB)的"impurity-free"分散剂制备纳米CB填充聚酰亚胺(PI)高性能复合薄膜.球磨CB和PAA/N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液的混合液,PAA在研磨过程中降解形成活性分子,原位生成与CB表面具有反应活性和强烈物理吸附能力的"impurity-free"分散剂.拉曼、红外以及紫外-可见光吸收光谱证实了降解PAA分子对CB的改性作用.经改性的CB与PAA溶液共混,涂覆固化制备PI/CB复合薄膜.TEM照片表明该分散剂可以显著促进CB粒子在PI基体中的均匀分散,分散粒径约为200nm.力学性能测试和导电性能测试表明PI/CB复合薄膜的断裂伸长率大幅提高,电阻率(ρ)重复性浮动范围从2个数量级降到1个数量级.进一步研究发现,研磨过程中添加高分子量PAA更有利于CB在PI基体中的均匀分散.     

导电炭黑在聚丙烯/极性聚合物体系中的选择性分散及其对导电性能的影响

以聚丙烯(PP)和极性聚合物的共混物为基体材料,以导电炭黑为填料,通过熔融共混制备导电复合材料。探讨了导电炭黑在两相基体中的分散情况以及双基体各组分比例对复合体系结构形态和导电性能的影响。SEM测试结果表明:炭黑粒子选择性地分散在极性乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)树脂或尼龙6(PA6)中。EAA相在PP基体中呈棒状伸长结构,且随着EAA树脂含量的增大,在PP基体中形成更多更为连续的棒状伸长结构,使体积电阻率迅速下降。当在体系中加入PA6,mPP/mPA6=80/20时,PA6在PP基体中形成相互连接的纤维状分散结构,显著降低了复合体系的体积电阻率。电性能测试结果表明:材料在相同导电炭黑含量下的体积电阻率相对单基体体系可降低3~7个数量级。     

CuO在ZrO2上的分散状态及其对催化性能的影响

用ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＴＰＤ－ＭＳ等手段表征了浸渍法制备的ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂，发现ＺｒＯ２上高度分散的氧化铜具有显著的易被还原和再氧化的特性，从而催化剂具有高的ＣＯ氧化活性。     

Formation of Network by Carbon Black，Silica and Their Mixing Fillers in Isoprene Rubber北大核心CSCD

The network formed by fillers has great influence on the mechanical properties of rubber materials. To understand the formation of network by carbon black,silica,and carbon black/silica mixing fillers in rubber and its influence on the properties of rubber,isoprene rubber/filler composites with different filler loadings are prepared and their micromorphology,rheological and tensile properties are investigated. It is found that the dispersion of fillers is better in rubber after cure than that in rubber before cure for all three rubber systems,and the filler size of silica is smaller than that of carbon black,but the aggregation is more severe in silica filled rubber system. In mixed filler system,the two fillers tend to aggregate separately, leading to the low modulus at small strain than that in single filler system. With the increase of the filler loading,the tensile strength increases first and then decreases,the elongation at break decreases,and the temperature rise in compression flexometer tests increases. Moreover,the temperature rise in mixed filler system is higher than that in single filler system at high filler loading. © 2022, Science Press (China). All rights reserved.     

MXenes的刻蚀方法及其在有机溶剂中的分散性北大核心CSCD

MXenes是一种亲水性二维无机材料,具有良好的可调控性。通过调控表面形貌和表面端基使其拥有更广泛的分散性能和应用特性。本研究对MXenes刻蚀方法和在有机溶剂中的分散性进行了研究,研究发现Al作为“A”层的MAX相更易刻蚀生成Ti_(3)C_(2)T_(x),且HF刻蚀可以得到多层Ti_(3)C_(2)T_(x),利用HCl+LiF原位生成HF刻蚀更容易得到单层Ti_(3)C_(2)T_(x)溶液。使用DMF等有机溶剂作为助分散剂可以将Ti_(3)C_(2)T_(x)由亲水性转变为疏水性,且其作为助分散剂可以将Ti_(3)C_(2)T_(x)有效分散在润滑油中;而十二烷基磷酸修饰的Ti_(3)C_(2)T_(x)表现出较好的疏水性,水接触角高于90(°),可以制备更高浓度的Ti_(3)C_(2)T_(x)-润滑油分散液。这为MXenes的有机分散和润滑油添加剂的应用提供了广阔的思路和坚实的基础。     

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     

带甲基侧基的环氧树脂增容剂对炭黑在丁苯橡胶中分散度的影响

用自制的带甲基侧基的环氧树脂(TMBP)作为界面增容剂, 从拉伸性能、键合胶含量、动态性能、扫描电镜和流变性能等方面, 研究了TMBP对炭黑在丁苯橡胶中分散度的影响, 并与市售通用双酚A型环氧树脂(E-51)和橡胶工业常用软化剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)进行了比较. 结果表明, 带甲基侧基的环氧树脂TMBP在提高炭黑分散性方面的效果远比E-51好， 其作用模式具有典型的增容特性.     

Fe2O3在ZrO2上的分散状态及其对催化性能的影响

用多种物理化学手段, 对用不同方法制备的在ZrO_2上分散的氧化铁体系进行了细致的表征和比较. 对氧化铁在ZrO_2上分散的结构状态及其对催化性能的影响有了较为全面的了解.     

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。     

Mechanical Properties of Silicon Carbon Black Filled Natural Rubber Elastomer

A pyrolyzed ash containing about 50% carbon,named silicon carbon black(SiCB),was prepared by the anoxic pyrolysis of rice husk.Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR),thermogravimetric analysis(TGA), Brunauer-Enunett-Teller(BET),transmission electron microscopy(TEM)and universal material testing machine were used to analyze the stress-strain relationship,Mullins effect and static viscoelastic properties of SiCB-filled vulcanized natural rubber(NR),and SiCB was compared with a commercially available semi-reinforcing fumace(SRF) carbon black.The results show that the vulcanized natural rubber filled with SiCB had similar reinforcing properties to those of that filled with traditional SRF,but obvious differences between them exist in stress-strain properties and stress softening resistance.We tried to discuss the related phenomena with the aid of the modified two-layer theory. And it is successfully predicted and verified that SiCB has good compression resistance and obvious stress relaxation advantages in compression stress relaxation.     

Fullerene-Like Structures as Interaction Sites between Carbon Black and Rubber

Ball-milling of N660 carbon black and graphite causes a deep activation of its surface activity which can be measured by a significant increase in the bound rubber level and in the amount of grafted rubber in comparison to the pristine untreated samples. The bound rubber measurement has been done also on a natural rubber masterbatch filled with extracted fullerene carbon black (EFCB). Also in this case extremely high levels of rubber grafting have been achieved in comparison to pure untreated graphite. It is discussed and demonstrated that the fullerene-like nanostructures in carbon blacks play a key role in the formation of bound rubber phenomenon and in grafting natural rubber on carbon black surface.     

Influence of Liquid Isoprene Rubber on Strain Softening of Carbon Black Filled Isoprene Rubber Nanocomposites

The reinforcement of rubbers by nanoparticles is always accompanied with enhanced dissipation of mechanical energy upon large deformations. Methods for solving the contradiction between improving reinforcement and reducing energy dissipation for rubber nanocomposites have not been well developed. Herein carbon black(CB) filled isoprene rubber(IR)/liquid isoprene rubber(LR) blend nanocomposites with similar crosslink density(ν_e) are prepared and influence of LR on the strain softening ...     

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。     

稀土异戊橡胶热老化研究

对未添加防老剂的稀土异戊橡胶进行了150℃热氧老化,利用GPC和1 H-NMR分别考查了其分子量、分子量分布和化学结构的变化,发现老化初期发生降解反应,分子量逐步下降,分子量分布逐渐变宽,化学结构没有明显的变化;老化后期发生交联反应,但交联反应的程度低于降解反应,有醛类或者羧酸类、端双键类化合物和醇类化合物生成。利用TG对未添加防老剂的稀土异戊橡胶的氮气气氛下的热重动力学进行了考察,结果表明随着失重比例的增加,活化能有所增大。     

稻壳基二氧化硅/碳复合材料的表面改性及对天然橡胶的影响

以稻壳基二氧化硅/碳复合材料(SiCB)作为天然橡胶(NR)的补强填料, 采用表面化学改性的方法将天然乳胶(NRL)接枝到SiCB表面, 改善其与NR基体的相容性. 研究了不同处理方法对接枝NRL效率的影响, 以及填料填入NR后对硫化橡胶力学性能的影响. 结果表明, 经过硝酸和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-MPTMS)预处理, NRL能高效接枝在SiCB表面, 得到的样品SiCB_MR10比未处理的SiCB_P有更强的补强能力. 硫化胶NR/SiCB_MR10的拉伸强度、 300%定伸和撕裂强度较NR/SiCB_P分别提高了61.06%, 27.15%和15.90%, 与传统炭黑产品N774填充的硫化胶NR/N774的力学性能相近. 经过NRL接枝改性的SiCB_MR10具有替代商业炭黑的应用前景.     

高分子型炭黑分散剂的合成及其性能研究

研究了嵌段型分分子颜料分散剂的合成及其有炭黑分散体系中的分散稳定作用。结果表明，高分子嵌段分散剂在炭黑分散体系中能明显改善分散稳定性。同时发现，嵌段分散剂的组成、结构及分子量对分散作用有综合影响。     

Enhanced Physical and Mechanical Properties of Nitrile-Butadiene Rubber Composites with N-Cetylpyridinium Bromide-Carbon Black

The physical and mechanical properties of nitrile–butadiene rubber (NBR) composites with N-cetylpyridinium bromide-carbon black (CPB-CB) were investigated. Addition of 5 parts per hundred rubber (phr) of CPB-CB into NBR improved the tensile strength by 124%, vulcanization rate by 41%, shore hardness by 15%, and decreased the volumetric wear by 7% compared to those of the base rubber-CB composite.