球磨法硅烷化白炭黑对填充胶性能的影响

摘要

白炭黑是一种重要的补强材料，在橡胶工业中的应用仅次于炭黑，特别是应用于轮胎胎面中可以减小轮胎的滚动阻力，又有较好的抗湿滑性。但因为白炭黑表面活性硅醇基及其吸附水的存在，使其在聚合物中难以润湿和分散，与橡胶的相容性差，补强效果不好。为了改善白炭黑与聚合物界面的结合作用，提高白炭黑粒子在胶料中的分散性，需对其表面进行改性。
　　本文通过球磨的方法对白炭黑表面进行硅烷改性，主要研究了硅烷偶联剂、不同处理方法和活性剂对白炭黑表面的改性作用及其对SSBR、各个胶种和SSBR/NR/BR并用胶微观形态、门尼粘度、硫化特性、物理机械性能和动态力学性能的影响。
　　实验结果表明:通过使用不同硅烷偶联剂对白炭黑粉体进行改性，提高了硫化胶的物理机械性能，胶料的动态储能模量G'和损耗因子tanδ减小，其中Si69改性白炭黑得到的填充胶的综合性能最佳。球磨法硅烷改性白炭黑可以使溶聚丁苯胶的焦烧时间延长，硫化时间缩短，门尼粘度降低，物理机械性能得到提高，降低了硫化胶的Payne效应。球磨法改性白炭黑随偶联剂Si69用量的增加，胶料硫化时间和门尼粘度降低，交联密度增大。Si69用量为5phr(silica×10％)时，硫化胶物理机械性能最好;Si69用量为4phr(silica×8％)时，动态力学性能最佳。随促进剂DPG用量的增加，胶料的硫化时间和门尼粘度下降。当DPG用量为1.5phr时，硫化胶物理机械性能最佳;当DPG用量为1phr时，Payne效应最弱。将球磨法硅烷改性白炭黑填充到各个胶种中，NR拉伸强度和撕裂性能明显优于其他橡胶，BR弹性和耐磨性最好，NBR硬度高，SSBR的动态力学性能最佳。将球磨法硅烷改性白炭黑填充到SSBR与NB或者BR并用胶中，SSBR/NR硫化胶的拉伸强度和撕裂强度最好;SSBR/BR硫化胶耐磨性最佳，储能模量高，滚动阻力小;纯溶聚丁苯胶的Payne效应最小，储能模量最低，tanδ值最大。

目录

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 白炭黑与炭黑比较

1．3 白炭黑在橡胶中应用

1．3．1 白炭黑简介

1．3．2 白炭黑的结构与特性

1．3．3 白炭黑的分类及应用

1．3．4 白炭黑的表面改性

1．3．5 白炭黑的补强机理

1．3．6 白炭黑补强的结合橡胶模型

1．4 硅烷偶联剂

1．4．1 硅烷偶联剂概述

1．4．2 硅烷偶联剂作用机理

1．4．3 硅烷偶联剂改性白炭黑的应用研究

1．5 绿色轮胎胎面用胶研究进展

1．6 行星式球磨机简介

1．7 选题目的意义和主要研究内容

1．7．1 本课题的目的意义

1．7．2 课题的内容及创新点

第二章 球磨法硅烷化白炭黑对SSBR性能的影响

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原材料

2．2．2 主要设备及仪器

2．2．3 试样的制备

2．2．4 性能测试

2．3 不同硅烷偶联剂改性白炭黑对SSBR性能的影响

2．3．1 胶料基本配方

2．3．2 不同硅烷偶联剂对SSBR胶料硫化性能的影响

2．3．3 不同硅烷偶联剂对SSBR胶料物理机械性能的影响

2．3．4 不同硅烷偶联剂对SSBR胶料的微观形貌分析

2．3．5 不同硅烷偶联剂对SSBR胶料的动态力学性能的影响

2．3．6 小结

2．4 不同白炭黑改性方法对SSBR性能的影响

2．4．1 不同白炭黑改性方法和实验配方

2．4．2 球磨硅烷化白炭黑及其填充胶的微观形貌分析

2．4．3 不同白炭黑改性方法对SSBR硫化特性的影响

2．4．4 不同白炭黑改性方法对SSBR物理机械性能的影响

2．4．5 不同白炭黑改性方法对SSBR硫化胶动态力学性能的影响

2．4．6 小结

2．5 不同Si69用量对球磨法硅烷化白炭黑填充SSBR性能的影响

2．5．1 实验配方

2．5．2 不同Si69用量对SSBR胶料硫化特性的影响

2．5．3 不同Si69用量对SSBR硫化胶物理机械性能的影响

2．5．4 不同Si69用量对SSBR硫化胶动态力学性能的影响

2．5．5 不同Si69用量对SSBR硫化胶横向弛豫时间的影响

2．5．6 小结

2．6 不同DPG用量对球磨法硅烷化白炭黑填充SSBR性能的影响

2．6．1 DPG基本性能和实验配方

2．6．2 不同DPG用量对SSBR胶料硫化特性的影响

2．6．3 不同DPG用量对SSBR胶料物理机械特性的影响

2．6．4 不同DPG用量对SSBR胶料动态力学性能的影响

2．6．5 小结

第三章 球磨法硅烷化白炭黑在不同胶种中的应用

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原材料

3．2．2 实验配方

3．2．3 主要设备及仪器

3．2．4 试样的制备

3．2．5 性能测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 球磨法硅烷化白炭黑填充不同胶种的硫化特性

3．3．2 球磨法硅烷化白炭黑填充不同胶种的力学性能

3．3．3 球磨法硅烷化白炭黑填充不同胶种的动态力学性能

3．3．4 小结

第四章 球磨法硅烷化白炭黑在SSBR／NR／BR复合材料中的应用

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原材料

4．2．2 实验配方

4．2．3 主要设备及仪器

4．2．4 试样的制备

4．2．5 性能测试

4．3 结果与讨论

4．3．1 球磨法硅烷化白炭黑填充SSBR／NR／BR复合材料的硫化特性

4．3．2 球磨法硅烷化白炭黑填充SSBR／NR／BR复合材料的物理机械性能

4．3．3 球磨法硅烷化白炭黑填充SSBR／NR／BR复合材料的动态力学性能

4．3．4 小结

结论

参考文献

致谢

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