杜仲胶替代部分天然橡胶制备高耐磨型轮胎胶料的研究

摘要

本论文的研究工作是在杜仲胶材料工程学理论的指导下，用天然杜仲胶替代部分天然橡胶，并和顺丁橡胶并用制备一种高耐磨型轮胎用胶料，具体工作有：以硫化胶的物理机械性能为衡量标准，对胶料配方进行筛选(主要有生胶中杜仲胶用量的确定，补强体系的确定，硫化体系的确定)；运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了天然橡胶/顺丁橡胶/杜仲胶并用硫化体系的微观结构；通过示差扫描量热法(DSC)研究了并用硫化体系中杜仲胶结晶行为，重点讨论了杜仲胶的结晶行为对硫化胶性能的影响；最后运用DMA对硫化胶的动态力学性能及抗湿滑性能进行了分析。研究结果表明：天然橡胶50份，顺丁橡胶30份，杜仲胶20份，硬脂酸5份，氧化镁2份，氧化锌2份，防老剂D1份，高耐磨炉黑50份，芳烃油5份，硫磺2份，促进剂DM2份组成的配方所制备的硫化胶具有良好的综合物理机械性能；与传统轮胎胶料相比，该配方获得硫化胶的100﹪定伸应力、300﹪定伸应力、硬度(邵尔A)、耐磨性、耐屈挠龟裂性能明显提高，硫化胶抗湿滑性能好，尤其是耐磨性和耐屈挠龟裂性能提高的非常显著，它的拉伸强度、扯断伸长率、回弹性等性能稍微下降；含有杜仲胶的胶料，混炼时有良好的包辊性，混炼胶停放冷却时挺性较好；SEM照片发现，在天然橡胶/顺丁橡胶/杜仲胶并用硫化胶中，杜仲胶的引入导致了三种橡胶的相容性下降，并且随着杜仲胶用量的增加，三种橡胶的相容性越来越差；TEM照片表明，并用硫化胶的微观相态属于二个不同海岛分散的分布状态，并且随着杜仲胶用量的增加，微观相态变化不明显；DSC测试表明，在并用硫化胶中，杜仲胶仍具有结晶能力，相同杜仲胶用量的并用体系中随着硫化程度的提高杜仲胶的结晶能力下降，当硫磺用量超过3份时已经观察不到杜仲胶的结晶行为；随杜仲胶结晶能力的下降，硫化胶的耐磨性和耐屈挠龟裂性能大幅度下降；应严格控制体系中硫磺的用量(100份生胶中硫磺的用量小于3份)，使杜仲胶在并用体系中有适当的结晶能力是提高硫化胶耐磨性和耐屈挠龟裂性能的关键；DMA测试表明，随着杜仲胶用量的增加，体系内耗减小，改善了动态力学性能，硫化胶在0℃时的tanδ值随着杜仲胶用量的增加而增加。 天然杜仲胶替代部分天然橡胶，和顺丁橡胶并用可制备高耐磨型轮胎用胶料，该胶料具有良好的耐磨性和耐屈挠龟裂性能，是发展轮胎工业较好的胶料。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章文献综述

1.1杜仲资源简介

1.2杜仲叶的化学成分

1.3杜仲胶的性能与提取工艺

1.4杜仲胶硫化过程三阶段

1.5杜仲胶优良的共混(并用)和加工性能

1.6杜仲胶材料工程学

1.7橡-塑统-材料谱及杜仲胶等材料元的过渡特性

1.8杜仲胶材料工程学指导下的新材料开发

1.9常用轮胎胎面胶料的胶种类型、使用性能与使用现状

1.10实验原理

1.11本论文的研究思路及主要内容

第二章实验与表征

第三章结果与讨论

3.1生胶中杜仲胶用量的确定

3.2补强填充体系

3.3硫化体系

3.4防老体系

3.5软化剂

3.6硫化条件

3.7混炼工艺

3.8天然橡胶/顺丁橡胶/杜仲胶并用硫化胶的电子显微分析

3.9杜仲胶对天然橡胶/顺丁橡胶/杜仲胶硫化胶性能的影响

3.10天然橡胶/顺丁橡胶/杜仲胶硫化胶的动态力学分析(DMA)

第四章本论文的创新点

第五章结论

参考文献

硕士期间所发表的论文

致谢

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