丁苯橡膠中填料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及材料動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能的研究.pdf

1、填料網(wǎng)絡(luò)是影響橡膠復(fù)合材料動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能的非常重要的因素。胎面膠料中使用原位改性白炭黑可在不損害胎面耐磨耗性能的同時(shí)，降低輪胎滾動(dòng)阻力，提高輪胎抗?jié)窕阅?，是新型綠色輪胎胎面膠料的一個(gè)發(fā)展方向。本文系統(tǒng)研究了Si69原位改性對(duì)白炭黑填充SSBR和ESBR體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響，以及玻璃微珠對(duì)白炭黑/SSBR膠料性能的影響，發(fā)現(xiàn)Si69原位改性可以明顯改善白炭黑在丁苯橡膠中的分散，增強(qiáng)白炭黑與橡膠基體的界面結(jié)合，改善膠料的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能，玻璃

2、微珠可以改善膠料的加工性能。主要工作如下：
　　 1、采用結(jié)合膠、SEM、GPC、RPA等手段表征了白炭黑填充SSBR和ESBR的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，研究了白炭黑的份數(shù)、SBR的種類和Si69原位改性對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明：填料網(wǎng)絡(luò)在填料份數(shù)大于臨界值時(shí)才會(huì)形成，未經(jīng)改性的含50和70phr填料混煉膠，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由填料粒子組成，以剛性結(jié)點(diǎn)為主，其Payne效應(yīng)明顯，且對(duì)混煉膠溫度掃描，含70phr填料的膠料會(huì)出現(xiàn)較明顯的填料聚集導(dǎo)

3、致G’增加的現(xiàn)象。經(jīng)改性后，填料的分散度提高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以柔性結(jié)點(diǎn)為主，而且原位改性可改善填料網(wǎng)絡(luò)在高溫下的穩(wěn)定性，混煉膠的Payne效應(yīng)明顯減弱，門尼粘度降低，加工性能改善。與未經(jīng)改性的體系相比，Si69的原位改性使混煉膠在小應(yīng)變下有較高的tanδ，而在大應(yīng)變下具有較低的tanδ，這是由于原位改性改善了填料的分散。
　　 結(jié)合膠的研究結(jié)果表明，分子量較大的SBR分子優(yōu)先吸附在白炭黑填料表面。原位改性過程中Si69與白炭黑和橡膠發(fā)

4、生偶聯(lián)反應(yīng)，界面形成了化學(xué)鍵，同時(shí)Si69會(huì)引起橡膠基體的微交聯(lián)，極大的增加了結(jié)合膠的含量。
　　 白炭黑/SSBR體系的結(jié)合膠含量比白炭黑/ESBR體系的高，白炭黑與SSBR結(jié)合能力較強(qiáng)。
　　 擬合了混煉膠的RPA應(yīng)變掃描G’-Strain曲線方程，估算了方程的參數(shù)，γ’c的結(jié)果表明填料網(wǎng)絡(luò)隨填料份數(shù)的增加而變得發(fā)達(dá)，而原位改性可以降低填料網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)程度；填料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分形維結(jié)果表明Kraus方程用于描述白炭黑的填料

5、網(wǎng)絡(luò)有一定局限性。
　　 2、研究了Si69原位改性白炭黑對(duì)硫化膠結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明，Si69原位改性提高了白炭黑在硫化膠中的分散，降低了硫化膠的硬度，同時(shí)提高了硫化膠的300％定伸，降低了60C時(shí)在多次應(yīng)變及大應(yīng)變下寬廣頻率范圍的動(dòng)態(tài)損耗，即降低了材料的動(dòng)態(tài)生熱。DMTA結(jié)果表明：Si69原位改性白炭黑提高了材料在0℃左右的動(dòng)態(tài)損耗，因此提高了材料的抗?jié)窕阅堋?br>　　 3、研究了玻璃微珠對(duì)白炭黑/SSBR膠料加