白炭黑濕法接枝環(huán)氧化溶聚丁苯橡膠的制備和性能研究.pdf

1、白炭黑作為一種新型填料，可以有效改善燃油性能和抗?jié)窕阅埽谔ッ婺z中受到越來(lái)越廣泛的使用。溶聚丁苯橡膠具有適合于輪胎胎面膠的各種優(yōu)異性能，溶聚丁苯橡膠作為胎面膠使用可以較好的兼顧滾動(dòng)阻力，抗?jié)窕?，能耐磨性和耐久性，是理想的胎面膠材料。但是由于溶聚丁苯橡膠為非極性橡膠，白炭黑的極性非常大，兩者在傳統(tǒng)的混煉工藝中存在不相容現(xiàn)象，導(dǎo)致填料的分散性變差。因此向溶聚丁苯橡膠中引入極性基團(tuán)，增強(qiáng)溶聚丁苯橡膠和白炭黑兩者間的互相作用，使得白炭黑在溶

2、聚丁苯橡膠中均勻分散是本論文的研究重點(diǎn)。
　　論文采用正丁基鋰作為引發(fā)劑，環(huán)己烷為溶劑，四氫呋喃為極性調(diào)節(jié)劑，苯乙烯與丁二烯質(zhì)量比為1:4，設(shè)計(jì)分子量為20萬(wàn)，合成出溶聚丁苯橡膠。然后通過(guò)過(guò)氧化氫-甲酸現(xiàn)場(chǎng)氧化法制備環(huán)氧化溶聚丁苯橡膠（ESSBR)，再基于白炭黑中Si-OH與環(huán)氧基團(tuán)的開(kāi)環(huán)反應(yīng)，將白炭黑通過(guò)共價(jià)鍵連接的方式與溶聚丁苯橡膠牢固結(jié)合，制備白炭黑接枝改性的溶聚丁苯橡膠，所得材料因Si-OH存在而具有一定的極性，從而改善與

3、填料的相容性。
　　溶聚丁苯橡膠環(huán)氧化實(shí)驗(yàn)溫度為40℃，膠液溶度為10g/100mL環(huán)己烷，用量摩爾比(H2O2：C=C：HCOOH)為3:2:1，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)，環(huán)氧化度控制在4％左右。探究發(fā)現(xiàn)白炭黑接枝環(huán)氧化溶聚丁苯橡膠的制備，當(dāng)溶聚丁苯橡膠環(huán)氧化度為4%左右，白炭黑用量為0.2g/100mL膠液，反應(yīng)時(shí)間為兩小時(shí)，所得白炭黑接枝環(huán)氧化溶聚丁苯橡膠的綜合性能最好。
　　文章采用凝膠滲透色譜、紅外光譜、核磁共振氫譜、掃描

4、電鏡、熱失重、差示掃描量熱分析對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明:接枝改性后，接枝率將近100%，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高了6.1℃，白炭黑和橡膠的相容性改善，白炭黑在橡膠中分布更加均勻。
　　對(duì)改性后的橡膠進(jìn)行了混煉，硫化等工藝，分別測(cè)得膠料的生膠門尼粘度、未硫化混煉膠的結(jié)合膠含量。硫化膠的耐磨性、硫化性能、物理機(jī)械性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、交聯(lián)密度等性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：接枝改性后其門尼粘度降低，耐磨性增加，交聯(lián)密度增大，結(jié)合膠含量增大，焦燒時(shí)