炭黑填充NR和S—SBR硫化胶动态性能及屈挠破坏性的研究

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NR炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究中期报告

NR炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究中期报告

NR炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究
中期报告
这份报告介绍了一项关于NR炭黑复合材料的研究,重点探讨了炭黑分散性与动态性能之间的关系。

以下是报告的主要内容:
背景介绍:
炭黑是一种广泛用于橡胶制品中的填料,可以提升橡胶的强度、弹性和耐磨性。

但炭黑的分散性对复合材料的性能有很大影响,不良的分散会导致橡胶的力学性能下降。

研究目的:
本研究旨在探索不同分散度的炭黑对NR炭黑复合材料动态性能的影响,以及寻找优化炭黑分散的方法。

研究方法:
在实验中,我们使用了高速分散机将炭黑与NR橡胶预处理,然后在硬度计和动态机械分析仪上测试了复合材料的硬度、拉伸模量和阻尼特性。

同时也使用了电镜观察了炭黑的分散状态。

初步结果:
研究发现,炭黑分散的优劣对复合材料的动态性能有显著影响。

当炭黑分散较好时,复合材料的硬度和拉伸模量都会增加,而阻尼特性则会降低。

并且发现高速分散机和使用表面活性剂预处理都可以提高炭黑的分散度。

结论:
本研究初步证明了炭黑分散度对NR炭黑复合材料动态性能的影响,提供了优化炭黑分散的方法。

未来研究将进一步探索不同炭黑的性质和使用其他表面活性剂来优化分散度的效果。

白炭黑表面改性对NR

白炭黑表面改性对NR

白炭黑表面改性对NR/BR硫化胶性能的影响∙作者:曹奇崔蔚贾红兵文威刘卫东胡学清∙关键词:白炭黑,表面改性,偶联剂,表面活性剂,硫化胶,物理性能,老化∙概述:∙摘要:研究了10种偶联剂和3种表面活性剂改性白炭黑后对NR/BR硫化胶性能的影响。

试验结果表明,不同表面改性剂改性白炭黑后对NR/BR硫化胶物理性能的影响程度大小顺序为:硅烷类偶联剂>钛酸酯类偶联剂>表面活性剂。

其中硅烷类偶联剂的改性效果优劣顺序为:KH 550>KH 846>KH 590>KH 560,带胺基和磷酸酯基团的偶联剂具有较好的抗老化作用;钛酸酯类偶联剂的改性效果优劣顺序为:NDZ-311w>NDZ-102>NDZ-201>NDZ-311>NDZ-401>NDZ-101;表面活性剂的改性效果优劣顺序为:ATAC>T-40>ABS。

∙内容:∙炭黑是橡胶制品的重要补强剂。

近年来,随着能源日益紧张,人们越来越重视无机填料对橡胶的补强效果,特别是白炭黑对橡胶的补强作用。

然而由于白炭黑的表面极性和亲水性较强,与烃类橡胶的相容性不如炭黑好,若在橡胶中大量填充,不仅降低了补强效果,而且胶料的定伸应力、压缩变形、生热、磨耗及加工工艺性能均不如炭黑填充胶料。

为了提高白炭黑与聚合物之间的相容性,增大界面间的相互作用活性,通常采用表面改性剂对白炭黑进行改性。

本工作系统地研究了10种偶联剂和3种表面活性剂改性白炭黑后对NR/BR硫化胶物理性能的影响。

1实验1.1 原材料NR,1号烟胶片,马来西亚产;BR,齐鲁石化公司产品;沉淀法白炭黑,南京橡胶厂提供。

偶联剂:γ-胺基丙基三乙氧基硅烷(KH 550)、γ-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(KH- 560)、双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物(KH-846)、乙烯基三叔丁基过氧硅烷(KH -590)、异丙基十二烷基苯磺酰钛酸酯(NDZ-101)、异丙基(3-二辛基磷酸辛氧基钛酸酯)(NDZ-102)、异丙基三(丁基甲十焦磷酸酯钛酸酯)(NDZ-201)、双(二辛基磷酸酯)含氧乙酸钛酸酯(NDZ-311)、双(二辛基焦磷酸酯)含氧乙酸钛酸酯(NDZ-311w)、四异丙基双(二月桂亚磷酸酯)络钛酸酯(NDZ-401),南京曙光化工厂产品。

偶联剂Si69改性白炭黑对NR_SSBR并用胶性能的影响

偶联剂Si69改性白炭黑对NR_SSBR并用胶性能的影响

偶联剂Si69改性白炭黑对NR /SSBR并用胶性能的影响程 利,牟守勇,赵树高,张 萍3(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042) 摘要:试验研究偶联剂Si69用量和白炭黑改性方法对白炭黑填充NR/SSBR 并用胶性能的影响。

结果表明,当采用直接加入法改性白炭黑时,随着偶联剂Si69用量的增大,Payne 效应减弱,NR/SSBR 并用胶的t 10延长,t 90缩短,硫化胶的物理性能提高,偶联剂Si69用量以415份为宜。

与直接加入法改性白炭黑填充并用胶相比,预处理法改性白炭黑填充并用胶的Payne 效应减弱,拉伸强度和撕裂强度增大;高温静置处理法改性白炭黑填充并用胶的定伸应力、拉伸强度和损耗模量增大。

关键词:NR ;SSBR ;白炭黑;偶联剂;改性;动态力学性能 中图分类号:TQ330138+3/7;TQ332;TQ33311 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2009)0320149205 作者简介:程利(19822),男,山东淄博人,现在卡博特蓝星化工(江西)有限公司工作,硕士,主要从事高分子材料加工与改性的研究。

3通讯联系人 白炭黑作为重要的补强材料,在橡胶工业中的应用越来越广泛,特别是在溶聚丁苯橡胶(SS 2BR )中填充可以获得较佳的动态力学性能。

但由于白炭黑表面存在硅羟基,具有很强的亲水性,因此容易团聚。

为改善白炭黑与聚合物界面的结合作用,需对其进行表面改性,通常的做法是加入硅烷偶联剂。

目前使用最多的硅烷偶联剂是Si69[123]。

N R 属于不饱和的二烯类橡胶,其硫化胶不耐热氧老化,且硫化后期易产生严重的硫化返原现象,导致产品的动态力学性能急剧下降。

在NR 胶料中加入一定量的偶联剂Si69,可使硫化胶的交联密度处于动态常量状态,减少或消除硫化返原现象[4]。

因此偶联剂Si69在白炭黑填充的NR/SSBR 胶料中具有双重作用,其用量和使用方法对硫化胶的性能影响较大。

SSBR共混硫化胶补强作用研究的开题报告

SSBR共混硫化胶补强作用研究的开题报告

填充剂对NR及NR/SSBR共混硫化胶补强作用研究的开题报告题目:填充剂对NR及NR/SSBR共混硫化胶补强作用研究一、研究背景天然橡胶(NR)是一种优良的弹性体材料,但其在力学性能、抗老化性能等方面存在一定的缺陷。

因此,将NR与合适的补强剂进行共混可以改善其性能。

填充剂作为最常用的补强剂之一,可以显著提高NR的力学性能、热性能和耐磨性,同时也能降低其成本。

与此同时,针对NR/SSBR共混胶的补强作用研究也备受关注。

在此背景下,对填充剂对NR及NR/SSBR共混硫化胶补强作用的研究具有实际应用价值和理论意义。

二、研究目的本研究将通过不同填充剂与NR以及NR/SSBR共混胶进行混炼制备,研究填充剂的种类和含量对NR及NR/SSBR共混硫化胶力学性能、耐磨性和热性能等方面的影响,探究其补强机理,为进一步提高胶料的性能和应用提供一定的理论和实践基础。

三、研究内容和方法1. 实验材料:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SSBR)、碳黑、白炭黑、硅石粉等填充剂,以及常用的辅助剂和硫化系统。

2. 实验方法:(1)将不同种类和含量的填充剂加入到NR或NR/SSBR共混胶中,通过混炼制备成样板;(2)测试样板的机械性能、耐磨性和热性能等指标,比较不同填充剂对NR、NR/SSBR共混胶性能的影响;(3)采用扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对样板的微观结构和形貌进行分析,探究填充剂的加入对硫化体系和分子链结构的影响。

四、研究意义和预期结果通过本研究可以深入了解填充剂对NR及NR/SSBR共混胶补强作用的机理和影响,为开发新型高性能橡胶材料提供一定的科学依据。

同时,本研究预计可以得到填充剂种类和含量对橡胶材料性能影响的定量规律,为橡胶工程应用提供可靠的理论基础。

炭黑填充丁基橡胶动态力学性能研究

炭黑填充丁基橡胶动态力学性能研究
于室温下浸 泡 7d 然后 真空 干燥 至恒 重 ( ) , 。
作者 简 介 : 王永 刚 ( 92 ) 男 , 士 , 究 方 向 : 合 物 加 工 改 18 - , 硕 研 聚
性。
结 合橡 胶 以橡胶 变 成结 合胶 的质 量 分数 表示 ,
即:
第3 7卷第 l 0期
1 3 测 试 与 表 征 .
动态 力学性能 的影响 , 这对 制备宽 温域 、 温阻 高
尼材料 具有一定 的现实意 义 。
1 实验 部 分
1 1 原 材 料 及 基 本 配 方 .
13 1 结合胶 的测定 ..
丁基 橡胶 (I ・ 5 ) ML 。 ℃ 5 5 I 1 1 , 为 1± , R 7 5
称取混 炼胶 约 0 5 g 。 , . ( ) 将它 包 封 于橡
胶 大分 子 能透过 , 凝胶 不能 透 过 的已知 质量 而
燕 山石 化公 司产 品 ; 溴化对 . 辛基 酚醛硫 化树 特 脂 (0 2 1树脂 ) 软 化点 8 , 5℃ ~ 5℃ , 9 山西 化 工
( ) , 的滤纸 中 , 再浸于 1 0m 5 L的四氯化 碳 中 ,
方法 … 。
填充剂是 除橡 胶 本身 外 , 响胶 料 动态 阻 影
尼特 性 的显 著 因 素 之 一 , 此 , 究 填 充 体 因 研 系对 I I R阻 尼 性 能 的 影 响 具 有 重 要 的 指 导 意 义 。炭黑是橡 胶工 业 中最 重要 的补 强性 填 料 。 到 目前 为止 , 于炭 黑 对 I 关 I R阻 尼性 能 的影 响
度增 大 , 性模量 升 高 , 弹 导致 硫化胶 的损 耗 因子 峰值减 小 。
2O
1 3 2 动 态力学 性能 .. 采用 德 国耐 驰 公 司 生产 的 D A一 2型 动 M 2 4 态力 学 分 析 仪 对 试 样 进 行 测 试 。样 品 尺 寸 为

NR炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究开题报告

NR炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究开题报告

NR炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究开题报告一、研究背景与意义炭黑是一种重要的填料材料,广泛应用于轮胎、橡胶制品、涂料、塑料等领域。

炭黑的质量和性能对复合材料的性能有着重要的影响,因此炭黑分散性和动态性能的研究对于提高炭黑复合材料的性能有着重要的意义。

目前国内外对于炭黑复合材料的研究已有很多,但是针对炭黑分散性与动态性能的关系研究仍属于较为初步的阶段。

因此,开展炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究,对于推动炭黑复合材料的发展具有非常重要的意义。

二、研究内容与方法1. 研究内容本研究将以NR炭黑复合材料为研究对象,采用不同的分散方法和工艺制备不同质量的复合材料样品。

通过分散质量分析、动态力学性能测试以及电镜观察等方法研究炭黑分散性对于复合材料的动态性能的影响。

2. 研究方法(1) 炭黑分散质量分析:采用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)观察炭黑在复合材料中的分散情况,同时采用荧光显微镜观察复合材料中炭黑的分散情况。

(2) 动态力学性能测试:采用DMA仪器测试复合材料的动态力学性能,包括动态弹性模量(E')、损耗因子(tanδ)、温度相关性等指标。

(3) 电镜观察:采用透射电子显微镜(TEM)观察炭黑在复合材料中的分散情况和炭黑与聚合物间的相互作用。

三、预期结果与意义通过对炭黑复合材料的炭黑分散性和动态性能的研究,可以获得以下预期结果:(1) 研究不同分散质量的炭黑对于复合材料的动态性能的影响,探究炭黑分散性与复合材料动态性能之间的关系。

(2) 通过SEM、OM和TEM等多种手段,探究炭黑在复合材料中的分散状态和与聚合物的相互作用机制。

(3) 提高炭黑复合材料的性能,为炭黑复合材料的应用提供了理论依据,并为复合材料的研究提出了新的思路和方法。

炭黑相互作用对未硫化/硫化SBR胶料线性和非线性粘弹性的影响

炭黑相互作用对未硫化/硫化SBR胶料线性和非线性粘弹性的影响
粘 弹性 、 加 工性 和挤 出膨 胀率 的影 响 。通常 , 炭黑 填充 橡胶 胶料 能够 通过 阻尼来 消 耗变形 期 间施加 的机 械 能 的主要 部分 , 这 取决 于炭 黑一 炭 黑相 互作
因于 橡胶链 的弹性 记 忆 , 而 后 者 则 是基 于 涉及 链
的物 理缠 结和 炭黑 与橡胶 基质 问相 互作用 的两种 现象 。不 过 , 硫 化 后 松 弛应 力 直 接 受 交联 键 形 成
G L—G 厂 ( ) ,( ) ( 1 )
式中, 是炭 黑 的体积 分 数 , 厂 ( ) 和 厂 ( J ) 代 表 炭 黑 粒子 和炭 黑 一 橡 胶 相互 作 用 对 模 量 的 影 响 。在 假 定炭 黑 一 橡 胶 附着极 好 的前 提 下 , Gu t h和 G o l d
应变 而下 降 , 与炭 黑 的补 强 效应 或 温 度 等 条 件 的
变化 相关 。此 外 , t a n 8( / G )在应 变上 升时增
大, 动态 变形 被耗 散 。
示意图 1 “ 标 准 线 性 固体 ”( S LS ) 模 型
在低应变下, 橡 胶 胶 料 呈 现 线 性 粘 弹 区 ( L VE ) 。在该 区域 内, 复 数模 量 有 一 个 与 应 变无
3 9
表示 为 G ; 而在 测 试 结 束 时 , G( £ ) 将 会 等 于 G 。 在 这一模 型 中 , r 是 由 G( ) 一o . 6 3 Gu时 的 时间 估算 而 得 。橡 胶胶 料 的应 力松 弛现 象具 有粘 弹性
质, 对 于硫化 和未硫 化胶 料 , 可能会 受到 炭黑 的用 量 及 品种等 变 量 的影 响 。不 过 , 鉴 于 炭黑 填 充 橡 胶 胶料 的粘 弹行 为 十 分 复杂 , 文 献 中对 这些 胶 料

高乙烯基SSBRBRNR硫化体系和填充体系的性能研究(精品论文)

高乙烯基SSBRBRNR硫化体系和填充体系的性能研究(精品论文)

硕士论文高乙烯基SSBR/BR]NR硫讫体系和填充体系的性能研究1绪论从二十世纪初至今,橡胶工业经历了百余年的发展历程。

橡胶制品对人类生产活动与日常生活起着重要作用,随着汽车工业的发展,轮胎用橡胶的研究也越来越受到学者的关注。

而在我国,汽车工业的发展尤其迅速,在亚洲市场汽车的销售情况如图1.1所示。

图1.1亚洲市场的汽车销售状况同时近年来,随着科技的进展,地球温室效应越来越严重,臭氧层被破坏,汽车尾气、工业废气等排放又对空气造成极大的污染,我们的生活环境受到了严重的威胁。

因此随着社会对环保的要求越来越高,人们对轮胎胎面胶的性能和安全提出了更高的要求,要求轮胎具有较高的安全性能和较低的能耗:轮胎性能的提高包括使用高性能的聚合物和设计好的轮胎结构,因此对轮胎用橡胶聚合物的要求主要包括:很好的抗湿滑性,低滚动阻力,低滞后损失,耐磨性,加工性,低成本。

Bond“1和Nordsiek埘等研究指出,橡胶的抗湿滑性和滚动阻力与损耗因子tan5值有关,橡胶在不同温度下的tan8值能用来表征各种使用性能,参见图1.2。

一般认为,在一定的频率和变形条件下,60℃左右的tan6值可用来表征滚动阻力的大小,60"C左右的tan6值越小,滚动阻力就越小,相应地,轮胎能耗少,汽车的节能性好;而0"C左右的tan6值可用来表征胶料的抗湿滑性,012左右的tan6值越大,抗湿滑性就越好,汽车行驶安全性好。

在通用橡胶中胶料的抗湿滑性和低滚动阻力是相互矛盾的两个方亟脚。

即提高胶料的抗湿滑性常常会提高滚动阻力,因此,合成新型结构的橡胶材料、或对现有的橡胶进行改性以制备高性能的轮胎胎面胶引起了人们的兴趣”1。

硕士论文高乙烯基SSBR/B撇硫化体系和填充体系的性能研究图1.1.1机动车中能源损失比铡1.2溶聚丁苯橡胶的研究现状1.2。

1溶聚丁苯橡胶的改性技术为了适应降低轮胎滚动阻力的要求,出现了改性溶聚丁苯橡胶。

八十年代,国外各大公司,如美国的固特异、日本的旭化成、德国的拜耳等相继研究开发了改性的溶聚丁苯橡胶。

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关 键 词 : 态性 能 ; 挠 破 坏 性 ; R; 动3 2 5 T 3 3 1 TQ . ; Q . 3 3
文献标 识码 : A
文章编号 :0 53 7 (0 8 0—0 00 10 —1 4 2 0 ) 40 4-4
填 料性 质对 于填 充 聚合 物体 系 的加工性 能 和
( 岛科技大学 橡塑材料与工程教育部重点实验 室, 青 山东 青岛 2 6 4 ) 60 2

要 : 讨 炭 黑 种 类 及 用 量 对 天 然 橡 胶 ( R) 溶 聚 丁 苯 橡 胶 ( 探 N 和 S—S R) 化 胶 的 耐 屈 挠 破 坏 性 B 硫
及动 态力 学性 能的影响 。结果表 明, 随着炭黑 N2 4 N3 0用量的增 大, 3、 3 NR和 S—S R两种硫 化胶 的耐 B
成 品性 能具 有决 定 性 的影 响 。炭黑作 为橡 胶工 业
1 实验部分
1 1 原 材料 .
中最 重 要 的 增 强 性 材 料 , 意 义 和 作 用 不 言 而 其 喻[ 。由于 大多 数 橡 胶 制 品 如 轮 胎 、 输带 和 减 1 ] 运 震 制 品是在 动态 环 境 下使 用 的 , 特别 是 上 述 制 品 绝大 多数 都 由炭黑 填充 增强 , 因此 , 必要研 究 炭 有 黑及其 性 能对 橡胶 动态 力学 性 能 的影 响 [ ] 2 。 众 所周 知 , 天然 橡胶 ( NR) 是一 种具 有优 良加
。4 ‘ 1
Goeh 司生 产 的 曲折 试 验 机 上 进 行 , 始 割 口 tc 公 初 长度 为 2 mm, 挠 频 率 为 3 0rmi, 屈 挠 5 屈 0 / n 共 O
维普资讯
研 究 ・开 发
弹体081) ̄ 性,828:( C0—SMI H—L(44 20A403 I E TE N 5OR A,
炭 黑填 充 N R和 S S R硫 化 胶 动 态 性 能 —B 及 屈 挠 破 坏 性 的 研 究
程俊 梅 , 赵树 高 , 张 萍
S R较 N B R具有 更好 的抗湿滑性和相 差无 几的低 滚动 阻力。炭 黑粒径 减 小, NR和 S—S R硫 化胶 的 B tn a 减小 , 填充 3 量份炭 黑时 , 6 O质 N6 0增强的两种硫化胶在 0℃时 tn a 值较 高,O℃时最低 , 6 具有
较 好 的 动 态性 能 。
作者简介 : 俊 梅 ( 9 0一 , , 程 18 ) 女 河南 商 丘人 , 实验 师 , 硕 士, 主要 研 究方 向为 高 分 子 材 料 加 工 与 改 性 。
维普资讯
第 4 期
程俊梅 , 炭黑填充 N 等. R和 S—S R硫化胶 动态性 能及屈挠破坏性 的研 究 B
在上海 机 械 技 术 研 究 所 生 产 的 D10mm× 6
3 0mm 开 放式 炼 胶机 上 进 行 混 炼 。 以高 铁 科 技 2 股 份 有 限公 司生 产 的 GT—M2 0 0 0一A 型 硫 化 仪
测 定 的正 硫化 时 间 ( o 在 深 圳 佳 鑫 电子 设 备 科 T。 )
N3 0N2 4 其 用 量 分 别 为 3 3 、 3, O质 量 份 、 0质 量 5
份 、0质 量份 。 7
本文 以 NR 和 S—S R 为 基 体 胶 , 入 适 量 B 加
的不 同种 类 的炭 黑 , 考察 炭黑 用 量 及 其 种类 对 硫 化胶 的动 态 力学 性 能 和屈 挠 破 坏 性 的 影 响 , 以 并 此为 基础 进 行更 深入 的研究 。
屈 挠 破 坏 性 降低 ; 随炭 黑 粒 径 增 大 , 黑 用 量 对 两种 硫 化 胶 的 耐 疲 劳破 坏 性 的 影 响 逐 渐 减 小 ; 硫 化 炭 NR
胶 的 耐 初 始 疲 劳破 坏 性 明显 优 于 S—S R硫 化 胶 , 屈 挠 次数 的 增 加 , 者 间 的 差 距 逐 渐 减 小 。炭 黑 用 B 随 两 量增加 , R和 8 B N 一S R硫 化胶 的损 耗 因子峰 值 (a ) 小 , 于 1 时 ( tn 减 高 O℃ 高弹 态) tn 的 a 值 增 大 , S—
技 有 限公 司生 产 的高 精密 度 自动 快 速前顶 开 模热 压成 型机 上进 行 硫化 成 型 , 化 温度 1 0。 硫 C。 5 13 性 能测 试 _
( )屈 挠 龟 裂 性 : GB T 6 2 8 1 按 / 5 0 — 5在
收 稿 日期 :0 8—0 —1 20 3 5
在橡 胶工 业 中获得 广 泛应 用 。溶 聚 丁苯 橡 胶 ( S—
S R) B 由于其 相 对分 子质 量分 布 较窄 , 对 分子 质 相
量较 大和 优越 的分 子 链 特 性 , 而 具 有较 低 的滞 从 后损 失 , 近年来 被 广 泛应 用 于低 滚 动 阻力 轿 车 轮
胎 的胎面 胶 l 。 _ 4 j
工性 能和综 合 物 理 机 械性 能 的非 极 性 通 用橡 胶 ,
NR: 号 为 S 越南 产 ; 牌 VR 3L, S—S R: 号 B 牌
为 2 0 , 化石 化 股份有 限公 司生 产 ; 6 用 6 6燕 N6 0通 炭黑 、 3 N3 0中超 耐磨 炉 黑 和 N2 4新工 艺 高结 构 3
中超 耐磨 炭 黑均 由解 放 军 第 九 七 三 二 工 厂 生 产 ; 其 它 配合 剂 均为 市售 产 品 。
12 试 样制 备 . 基 本配 方 ( 量 份 ) 生 胶 ( 质 : S—S R 或 NR) B 1 0 Z O . 0 硬脂 酸 2 0 , 进 剂 CZ 1 8 0 ,n 5 0 , .0促 . 0 芳 , 烃 油 1 .O , .5 , 黑 种 类 分 别 为 N6 0 0 0 S1 O 炭 6、
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