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.     

2-巯基苯并噻唑稀土配合物的合成、表征及橡胶硫化促进性能研究

在无水乙醇溶剂中,以稀土氯化物与2-巯基苯并噻唑钠盐反应,合成了8种稀土含硫有机配合物.通过元素分析、红外光谱和热重分析,确定了配合物的组成为RELCl2*RE(OH)3*xH2O(L=2-巯基苯并噻唑, RE= La～Gd, Y, 除Pm外,x=0,2～4 );并对合成的镧配合物进行了橡胶硫化促进性能研究,结果表明,该类配合物具有较好的硫化促进性能和改善硫化胶物理机械性能的特性.     

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.     

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.     

纳米二氧化硅填充辐射硫化三元乙丙橡胶

用辐射硫化法替代传统硫化法,并以纳米二氧化硅为填料成功制备了纳米填充型三元乙丙橡胶密封材料。研究结果表明,纳米二氧化硅对辐射硫化三元乙丙橡胶有明显的补强效果,其最佳用量为40phr;吸收剂量超过20kGy后,橡胶总体性能下降;硫化胶的凝胶含量随填料含量的增加而增加,且凝胶含量的增大有利于提高辐射硫化胶的性能。对所得辐射硫化胶的透气透水性进行测试,数据显示与传统硫化法相比,辐射硫化法制备的橡胶其透气率和透水率均明显下降,表明材料的密封性较好。     

高疲劳寿命氯丁橡胶基减振材料的结构与性能

以氯丁橡胶(CR)为基体材料, 将新型反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)引入传统CR减振基体中, 探讨TBIR在减振材料中的应用前景. 研究发现, 随着TBIR用量的增加, CR/TBIR混炼胶的强度及模量明显提升; CR/TBIR硫化胶的拉伸强度、 撕裂强度、 压缩永久变形、 动静刚度比及耐疲劳性能均得到改善, 特别是一级疲劳寿命提高了50%~400%(未填充体系)及40%~180%(填充体系), 六级疲劳寿命提高了60%~500%(未填充体系)及30%~120%(填充体系). 与未填充CR/TBIR硫化胶相比, 填充CR/TBIR硫化胶由于炭黑补强作用及填料-聚合物相互作用的引入, 屈挠疲劳寿命、 撕裂强度及拉伸性能均显著提高. 与填充CR硫化胶相比, 填充CR/TBIR质量比为90/10的并用胶能够在保持硫化胶的损耗因子基本不变的基础上, 实现综合性能的平衡提升.     

溶胶-凝胶法制备掺钙铬酸镧超细粉的工艺研究

采用柠檬酸作螯合剂、乙二醇作分散剂,用溶胶-凝胶法制备了掺杂Ca元素的铬酸镧超微粉末,通过XRD和HTEM检测手段对粉体的物相和颗粒粒径进行了检测.试验结果表明通过Ca离子单独络合的方法,经700℃煅烧可以得到La1-xCaxCrO3纳米颗粒,向溶胶中添加乙二醇分散剂可以明显减少杂相的生成和颗粒的团聚现象,颗粒粒径达到30 nm左右.煅烧温度高于800℃会使颗粒之间以晶界结合.     

环保芳烃油填充改性反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶的研究

采用不同份数(0~15phr)的环保芳烃油(TDAE)改性反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR),研究了充油份数对TBIR胶、TBIR混炼胶及硫化胶性能的影响。结果表明,随充油份数的增加,TBIR胶和TBIR混炼胶的门尼粘度降低,混炼胶挤出物外观形貌改善,Payne效应减弱。充油改性TBIR硫化胶(5~10份TDAE)耐裂口引发性提高23倍以上,损耗降低,撕裂性能提高,硬度下降,拉伸强度及定伸模量基本不变;TEM测试表明,充油改性TBIR硫化胶的炭黑分散性改善;DSC测试表明,硫化胶中存在TBIR的微弱结晶熔融峰。环保芳烃油的充油份数为10phr时,胶料综合性能最好。     

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。