新型補(bǔ)強(qiáng)劑Le補(bǔ)強(qiáng)NBR及NR-SBR共混膠的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、新型補(bǔ)強(qiáng)劑Le以?xún)?yōu)質(zhì)層狀硅酸鹽礦葉臘石為主要原料,采用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行了活化處理,具有良好的加工性能,對(duì)橡膠具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用,且價(jià)格較低。炭黑和白炭黑是橡膠的重要補(bǔ)強(qiáng)劑,源于石油工業(yè)的炭黑原料供應(yīng)越來(lái)越困難,白炭黑存在加工性能差、容易產(chǎn)生靜電、高價(jià)格等問(wèn)題,應(yīng)大力開(kāi)發(fā)來(lái)源豐富、價(jià)格便宜的天然礦物填料。本論文主要研究新型補(bǔ)強(qiáng)劑Le補(bǔ)強(qiáng)NBR及NR/SBR共混膠的結(jié)構(gòu)與性能。
　　 本論文第二章采用電子掃描顯微鏡(SEM)、紅外光譜

2、儀(FTIR)及熱失重分析儀(TGA)對(duì)補(bǔ)強(qiáng)劑Le結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,利用橡膠加工分析儀(RPA)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)、SEM等實(shí)驗(yàn)方法研究補(bǔ)強(qiáng)劑Le在NBR中的分散性、界面結(jié)合力、加工性能和結(jié)構(gòu)形態(tài);研究白炭黑、補(bǔ)強(qiáng)劑Le用量、改性劑種類(lèi)及增塑劑DOP用量對(duì)丁腈橡膠的加工性能、物理機(jī)械性能、耐油性、耐溶劑及動(dòng)態(tài)性等性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):補(bǔ)強(qiáng)劑Le以片層狀結(jié)構(gòu)為主,粒徑為微米級(jí)且分布不均勻,表面含有硅烷偶聯(lián)劑無(wú)吸附水,具有良好的加工性能

3、,在NBR中分散性較好,對(duì)NBR具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用,用量為40～50份時(shí)NBR硫化膠綜合物理機(jī)械性能最好。由于補(bǔ)強(qiáng)劑Le粒徑較大且表面活性不高,只能采用和白炭黑并用。RPA、SEM等實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)白炭黑/補(bǔ)強(qiáng)劑Le并用比為20/20,采用加工助劑L-12、硅烷偶聯(lián)劑Si-69以及環(huán)氧化天然橡膠(ENR)均可以改善復(fù)合填料在NBR中的分散性,硅烷偶聯(lián)劑Si-69同時(shí)增強(qiáng)復(fù)合填料與橡膠之間的作用力,對(duì)NBR硫化膠的改性效果最好。加入適量增塑劑

4、DOP可以增大補(bǔ)強(qiáng)劑Le的填充量,降低NBR硫化膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),提高回彈性和耐溶劑性。
　　 本論文第三章選用NR/SBR橡膠履帶外層凸緣膠作為研究對(duì)象,針對(duì)其高強(qiáng)度、高回彈及優(yōu)異的動(dòng)態(tài)疲勞性能要求,通過(guò)RPA、DMA、SEM及疲勞試驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)方法研究NR/SBR并用比、炭黑N330/補(bǔ)強(qiáng)劑Le并用比、補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂種類(lèi)及補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂AD-1600用量對(duì)NR/SBR共混膠的加工性能、物理機(jī)械性能及動(dòng)態(tài)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)NR

5、/SBR并用比為70/30,采用10～20份補(bǔ)強(qiáng)劑Le取代炭黑N330時(shí),可以改善NR/SBR混煉膠的加工性能,提高NR/SBR硫化膠的回彈性、耐熱空氣老化性能及耐屈撓疲勞性,降低壓縮溫升,不過(guò)撕裂強(qiáng)度和耐磨耗性能有所下降。通過(guò)加入補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂AD-1600、補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂OD-60和10份TPI均可提高NR/SBR硫化膠的撕裂強(qiáng)度、耐磨耗性。其中,補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂AD-1600不僅可以改善填料在膠料中的分散性,而且其形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),與炭黑補(bǔ)強(qiáng)的物理交聯(lián)

6、網(wǎng)絡(luò)和硫化劑形成的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共同作用形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN),從而同時(shí)提高NR/SBR硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐磨耗性及耐屈撓疲勞性等物理機(jī)械性能,但各項(xiàng)性能達(dá)到最佳值時(shí)補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂AD-1600用量不一致。
　　 綜上所述,采用來(lái)源豐富、價(jià)格便宜的補(bǔ)強(qiáng)劑Le部分代替白炭黑或炭黑作為新型補(bǔ)強(qiáng)體系,可以滿足膠料物理機(jī)械性能、加工性能和價(jià)格的綜合平衡,提高橡膠制品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。本研究對(duì)探討無(wú)機(jī)填料的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理具有一定的理論意義,