膠乳共沉法低生熱復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、在橡膠工業(yè)中，橡膠的加工通常使用機械混煉法，以粉體填料和固體橡膠為原料來生產(chǎn)混煉膠。但是在使用傳統(tǒng)機械混煉法進行生產(chǎn)時，存在高污染、高能耗、工作環(huán)境差等缺點，尤其是使用炭黑作為補強劑時會造成黑色污染。炭黑、埃洛石納米管等屬于表面能較高的納米粉體填料，使用傳統(tǒng)的機械混煉法時很難使其的分散達到納米級，這樣就使得它們常常在橡膠基體中團聚成粒徑較大的聚集體，降低了其硫化膠的物理機械性能和生熱性能。膠乳共沉法是指以天然膠乳為原料，將填料制成穩(wěn)定的

2、分散液，然后將填料分散液均勻的分散在天然膠乳中，之后通過添加無機鹽等凝固劑使其凝固共沉形成具有良好性能的橡膠復(fù)合材料的過程。本文以天然膠乳為原料，使用膠乳共沉法分別制備天然膠乳/炭黑復(fù)合材料和天然膠乳/炭黑/埃洛石納米管復(fù)合材料。首先使用表面活性劑制備炭黑分散液，并使用紫外可見光分光光度計來觀察炭黑分散液的穩(wěn)定性。其次使用微控電子拉力試驗機測試硫化膠的物理機械性能，使用RPA2000橡膠加工分析儀和DMA來測試硫化膠的動態(tài)力學性能，使用

3、橡膠壓縮生熱機和橡膠導(dǎo)熱儀來測試硫化膠的生熱性能和導(dǎo)熱性能，最后對硫化橡膠進行掃描電鏡的測試，以此來分析填料的分散情況。最終得到的結(jié)論有：
　?。?）使用膠乳共沉法制備得到的硫化膠的拉伸和撕裂強度、定伸應(yīng)力以及硬度相較機械混煉法分別提高了6.5％、4.6%、4.7%和8.8%、同時斷裂伸長率降低了7.3%。在使用膠乳共沉法制備得到的硫化膠中，硫化膠的拉伸強度、撕裂強度以及300%定伸應(yīng)力隨著炭黑粒徑的提高先增大后減小，使用N375

4、時，出現(xiàn)最大值，同時隨著炭黑結(jié)構(gòu)度的提高，硫化膠的拉伸強度和撕裂強度無明顯變化，但是硫化天然橡膠的定伸應(yīng)力、和硬度都是逐漸增大的。
　?。?）當使用同一種炭黑補強天然橡膠時，由膠乳共沉法制備得到的硫化膠的內(nèi)生熱更少，溫升更低，當使用膠乳共沉法制備硫化膠時，隨著炭黑粒徑的逐漸增大，硫化膠的溫升逐漸下降，使用N765進行補強時，硫化膠的內(nèi)生熱最低。隨著炭黑結(jié)構(gòu)的提高，硫化膠的損耗因子逐漸降低，壓縮疲勞溫升也在降低。同時硫化膠的導(dǎo)熱率逐

5、漸提高，使用N375補強可以得到0.2762 W/(m·k)的導(dǎo)熱率。
　?。?）采用膠乳共沉法可以制備綜合性能良好的天然橡膠/埃洛石納米管/炭黑復(fù)合材料，當HNTs/CB的比例為20/40時復(fù)合材料的綜合力學性能最好；復(fù)合材料的交聯(lián)程度隨著HNTs用量的增加先增大后減小，使的轉(zhuǎn)變區(qū)的tanδ出現(xiàn)極小值，復(fù)合材料的壓縮疲勞溫升出現(xiàn)極小值，當使用20份的HNTs取代CB補強橡膠時，復(fù)合材料的壓縮疲勞溫升下降了10.7℃。同時導(dǎo)熱系數(shù)