高嶺土補(bǔ)強(qiáng)天然橡膠-丁苯橡膠的試驗(yàn)研究.pdf

1、為了降低輪胎的生產(chǎn)成本，減少填料炭黑的用量，采用改性后的高嶺土(煅燒改性)部分代替炭黑或者白炭黑填充各種橡膠，國內(nèi)外已有學(xué)者進(jìn)行了部分的工作。采用砂質(zhì)高嶺土(改性高嶺土)填充天然橡膠/丁苯橡膠，制備的復(fù)合材料應(yīng)用于輪胎行業(yè)，研究的文獻(xiàn)較少。論文的目的是采用一種新的改性配方和工藝，以及相適應(yīng)的硫化配方和工藝，制備出砂質(zhì)高嶺土(改性高嶺土)填充天然橡膠/丁苯橡膠，其硫化膠的性能達(dá)到工業(yè)輪胎國家標(biāo)準(zhǔn)。
　　 論文系統(tǒng)研究了高嶺土的改性

2、條件和藥劑制度，確定了與之相適應(yīng)的硫化配方和工藝，通過活化指數(shù)和填充橡膠的力學(xué)性能對高嶺土的改性和填充效果進(jìn)行評價；采用納米/亞微米粒度分析及電位研究高嶺土和白炭黑的pH和Zeta電位；采用傅里葉變換紅外光譜儀研究改性高嶺土以及復(fù)合材料官能團(tuán)的振動特征；采用掃描電鏡研究了高嶺土在橡膠的分散和界面特征；采用熱分析研究復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。具體結(jié)論如下：
　　 1.通過四種A1～A4主改性劑、B1～B3三種活化劑和E1～E2兩種副改性

3、條件試驗(yàn)，確定了高嶺土改性的適宜條件：主改性劑A11.5％，活化劑B22％和副改性劑E12％，改性溫度90℃，改性時間30 min。
　　 2.通過對硫化配方正交試驗(yàn)、優(yōu)化試驗(yàn)以及用量試驗(yàn)，確定最終硫化配方：硬脂酸1.0 phr、氧化鋅5.0 phr、A1.8 phr、B2.0 phr、軟化劑6.0 phr、防老劑1.0 phr。
　　 3.通過硫化工藝的單因素試驗(yàn)，確定硫化溫度150℃、硫化時間8 min、改性高嶺土填

4、充量60 phr，NR/SBR的配比40:60。
　　 4.兩種茂名改性高嶺土填充天然橡膠/丁苯橡膠，制備的復(fù)合材料滿足工業(yè)輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎、實(shí)心輪胎和汽車輪胎國標(biāo)。北海改性高嶺土填充天然橡膠/丁苯橡膠，制備的復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)和汽車等輪胎內(nèi)胎國標(biāo)；其斷裂伸長率滿足工業(yè)輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎、實(shí)心輪胎和汽車輪胎內(nèi)胎等國標(biāo)；其硬度滿足工業(yè)輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎和汽車內(nèi)胎國標(biāo)，其磨耗兩不滿足工業(yè)輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎、實(shí)心輪胎和汽車輪胎內(nèi)胎等國

5、標(biāo)。
　　 5.通過對高嶺土和白炭黑的礦漿pH和Zeta測試分析得出：未改性與改性高嶺土礦漿pH都小于5.20，而且其Zeta絕對值基本小于42.00 mv；未改性白炭黑礦漿pH為6.55，而改性后的白炭黑礦漿pH下降，為5.90；未改性白炭黑礦漿Zeta絕對值為45.50 mv，而改性后的白炭黑礦漿Zeta絕對值上升，為63.25mv，。
　　 6、高嶺土改性之后的紅外光譜具有C-H健的吸收峰，說明偶聯(lián)劑與高嶺土可能發(fā)

6、生物理吸附或者化學(xué)鍵合；無填料的復(fù)合材料紅外光譜中在872 cm-1處吸收峰與促進(jìn)劑紅外光譜中此處吸收峰相似，說明橡膠可能和促進(jìn)劑發(fā)生物理吸附或化學(xué)鍵合；改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復(fù)合材料紅外光譜與未改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復(fù)合材料紅外光譜相比，1538 cm-1和1450 cm-1處吸收峰增強(qiáng)，1028 cm-1、1005 cm-1和910 cm-1處吸收峰減弱，而且發(fā)生移動，可能是由于新的官能團(tuán)特征峰引起的變化。
　

7、　 7、無填料的復(fù)合材料拉伸斷面SEM得知：高嶺土顆粒較粗；未改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復(fù)合材料拉伸斷面SEM得知：未改性高嶺石在復(fù)合材料中分散不理想，而且與橡膠結(jié)合不理想；改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復(fù)合材料拉伸斷面SEM得知：改性高嶺石大部分均勻分布在橡膠中。
　　 8、無填料復(fù)合材料、未改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠和改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠的熱分析可知：填加高嶺土的復(fù)合材料其起始失重溫度比未填加高嶺土的復(fù)合