新型補強劑Le補強NBR及NR-SBR共混膠的結構與性能研究.pdf

1、新型補強劑Le以優(yōu)質層狀硅酸鹽礦葉臘石為主要原料,采用硅烷偶聯(lián)劑進行了活化處理,具有良好的加工性能,對橡膠具有一定的補強作用,且價格較低。炭黑和白炭黑是橡膠的重要補強劑,源于石油工業(yè)的炭黑原料供應越來越困難,白炭黑存在加工性能差、容易產生靜電、高價格等問題,應大力開發(fā)來源豐富、價格便宜的天然礦物填料。本論文主要研究新型補強劑Le補強NBR及NR/SBR共混膠的結構與性能。
　　 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)對補強劑Le結構進行表征,利用橡膠加工分析儀(RPA)、動態(tài)力學分析儀(DMA)、SEM等實驗方法研究補強劑Le在NBR中的分散性、界面結合力、加工性能和結構形態(tài);研究白炭黑、補強劑Le用量、改性劑種類及增塑劑DOP用量對丁腈橡膠的加工性能、物理機械性能、耐油性、耐溶劑及動態(tài)性等性能的影響。結果發(fā)現(xiàn):補強劑Le以片層狀結構為主,粒徑為微米級且分布不均勻,表面含有硅烷偶聯(lián)劑無吸附水,具有良好的加工性能

3、,在NBR中分散性較好,對NBR具有一定的補強作用,用量為40～50份時NBR硫化膠綜合物理機械性能最好。由于補強劑Le粒徑較大且表面活性不高,只能采用和白炭黑并用。RPA、SEM等實驗表明,當白炭黑/補強劑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)均可以改善復合填料在NBR中的分散性,硅烷偶聯(lián)劑Si-69同時增強復合填料與橡膠之間的作用力,對NBR硫化膠的改性效果最好。加入適量增塑劑

4、DOP可以增大補強劑Le的填充量,降低NBR硫化膠的玻璃化轉變溫度(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象,針對其高強度、高回彈及優(yōu)異的動態(tài)疲勞性能要求,通過RPA、DMA、SEM及疲勞試驗等實驗方法研究NR/SBR并用比、炭黑N330/補強劑Le并用比、補強樹脂種類及補強樹脂AD-1600用量對NR/SBR共混膠的加工性能、物理機械性能及動態(tài)性能的影響。結果發(fā)現(xiàn):當NR

5、/SBR并用比為70/30,采用10～20份補強劑Le取代炭黑N330時,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,不過撕裂強度和耐磨耗性能有所下降。通過加入補強樹脂AD-1600、補強樹脂OD-60和10份TPI均可提高NR/SBR硫化膠的撕裂強度、耐磨耗性。其中,補強樹脂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)絡結構,與炭黑補強的物理交聯(lián)

6、網(wǎng)絡和硫化劑形成的化學交聯(lián)網(wǎng)絡共同作用形成互穿聚合物網(wǎng)絡(IPN),從而同時提高NR/SBR硫化膠的拉伸強度、撕裂強度和耐磨耗性及耐屈撓疲勞性等物理機械性能,但各項性能達到最佳值時補強樹脂AD-1600用量不一致。
　　 綜上所述,采用來源豐富、價格便宜的補強劑Le部分代替白炭黑或炭黑作為新型補強體系,可以滿足膠料物理機械性能、加工性能和價格的綜合平衡,提高橡膠制品的綜合競爭力。本研究對探討無機填料的補強機理具有一定的理論意義,