纳米二氧化硅补强硅橡胶的结构及性能

气相法制备的纳米二氧化硅是补强高温硫化硅橡胶的最好填料。研究了纳米二氧化硅的结构及分散性对硅橡胶结构及性能的影响。结果表明：分散成100～200nm尺度的二氧化硅聚集体对硅橡胶具有良好的补强作用。未经表面改性的纳米二氧化硅,m（SiO2）：m（生胶）=0．35～0．40时对硅橡胶的补强作用效果最佳。硅橡胶中加入纳米二氧化硅粉体,形成了以二氧化硅为晶核的微晶区,增加了物理交联点,更易发生结晶。     

界面氢键结合的天然橡胶/改性气相法白炭黑纳米复合材料

用间苯二酚与六亚甲基四胺络合物（RH）对气相法白炭黑进行表面改性,通过混炼和硫化制备了天然橡胶/改性气相法白炭黑（NR/M-silica）纳米复合材料,并通过力学性能测试、交联密度测定、透射电镜、差示扫描量热法、红外光谱和X射线光电子能谱等手段研究了纳米复合材料的结构和性能．结果表明：M-silica对NR硫化胶的补强效果显著优于未改性的气相法白炭黑,当M－silica用量为4～10份时,硫化胶的力学性能最佳;M-silica在橡胶基体中分散良好,硫化胶的交联密度和玻璃化温度提高;在改性剂RH作用下,白炭黑的Si-O键和硅羟基的红外光谱特征吸收峰发生明显的蓝移,且O原子的结合能发生明显的变化,表明白炭黑表面的硅羟基与RH受热后形成的间苯二酚甲醛树脂中的酚羟基之间形成了明显的氢键作用．在上述研究的基础上讨论了RH改性气相法白炭黑补强天然橡胶的机理．     

纳米纤维素补强橡胶研究进展

纳米纤维素作为一种兼具环境友好、可降解、来源广泛以及可制备出不同形态和性能的纳米颗粒等特点的新型补强填料,近年来在高分子领域引起了极大的关注,但大部分研究局限于塑料领域,鲜见于补强橡胶． 纳米纤维素补强橡胶不仅可改善橡胶的力学性能( 提高橡胶的强度、模量) ,而且对橡胶的加工性能有积极影响,与此同时还能赋予橡胶可降解特性,减轻由传统填料补强橡胶所带来的环境污染压力． 目前国内外纳米纤维素补强橡胶的研究主要集中在力学性能方面,也有少量关于吸水性能、阻隔性能、导电性以及动态力学性能等的报道． 纳米纤维素由于表面较多的羟基而呈较强的极性,寻找高效且简易的方法对其表面改性以改善其在基体内的分散以及与橡胶基体的相容性,仍是目前亟待解决的问题． 文中主要综述国内外在纳米纤维素补强橡胶方面的研究进展、笔者所在课题组在纳米纤维素替代炭黑或白炭黑补强橡胶方面所做的系列工作,以及纳米纤维素补强橡胶作为轮胎用橡胶的应用前景．     

纳米SiO2对甲基乙烯基硅橡胶结构和性能的影响

采用沉淀法和气相法纳米SiO2补强硅橡胶,考察纳米SiO2的添加量和比表面积对结合橡胶量、橡胶吸附层厚度以及硅橡胶补强力学性能的影响.通过溶胀平衡实验计算填料补强能力参数C值,并通过扫描电镜观察填料纳米SiO2在硅橡胶中的分散状态.结果表明:填料添加量对硅橡胶力学性能的影响效果显著,当质量比为0.4时,补强橡胶具有较好的力学综合性能,结合橡胶量增大至49.24%,吸附层厚度增至6.87nm.对于气相法纳米SiO2,增大填料比表面积有利于提高结合橡胶量,改善填料的补强效果,补强硅橡胶热稳定性也相应提高,此外填料的C值也随之增大,进一步验证了填料的补强效果增强.     

天然橡胶/改性气相法白炭黑纳米复合材料的制备

用间苯二酚与六亚甲基四胺络合物（RH）对气相法白炭黑进行表面改性,产物与天然橡胶混合,通过混炼和硫化制备了天然橡彬改性气相法白炭黑（NR／M-silica）纳米复合材料．采用力学性能测试、交联密度测定、透射电镜、差示扫描量热、红外光谱和X射线光电子能谱等手段研究了该纳米复合材料的结构和性能,并探讨了RH改性气相法白炭黑补强天然橡胶的机理．结果表明：M-silica对NR硫化胶的补强效果明显优于未改性的气相法白炭黑,当M-silica用量为4％-10％时,硫化胶的力学性能最佳;M-silica在橡胶基体中分散良好,硫化胶的交联密度和玻璃化温度升高;在改性剂RH作用下,白炭黑中的Si-O键和硅羟基的红外光谱特征吸收峰发生明显的蓝移,且O原子的结合能发生明显的变化,表明白炭黑表面的硅羟基与RH受热后形成的间苯二酚甲醛树脂中的酚羟基之间形成了明显的氢键作用．     

矿物填充硅橡胶的结合橡胶研究

研究不同碱性试验剂对结合橡胶的影响,并以乙二胺代替氨为碱性试剂对原有结合橡胶测定方法进行改进。结果表明,结合橡胶含量从一个侧量反映了填料与硅橡胶基体和相互作用的程度。     

气相白炭黑在室温硫化(RTV)硅橡胶中的应用

介绍了RTV硅橡胶的种类及气相白炭黑的制备方法。综述了白炭黑在RTV硅橡胶中的应用及其在性能上的影响。     

气相法白炭黑的生产与应用

气相法白炭黑是高技术的精细化工产品。由于其独有的表面结构和物理特性,被广泛地应用于硅橡胶、聚酯树脂、油漆涂料、粘合剂、密封材料、食品、纸张、化妆品等领域,已成为军工、航天工业不可缺少、替代的重要材料,有着广阔的发展前景。气相法白炭黑的特性高纯度。气相法白炭黑所用原料均是气体或挥发性液体,杂质较少,所用设备的材质为哈氏合金和其它有色金属材料,产品纯度较高,二氧化硅含量可达99.8%以上。热稳定性和化学稳定性好。由于Si元素处于元素周期表中的第四族,Si元素的电子亲和力和电离势较小,而除Si-F键外,Si-O键的稳定性最好…     

微乳液法合成纳米二氧化硅粒子

制备Triton X—100／正辛醇／环己烷／水(或氨水)微乳液，研究了该微乳液系统稳定相行为与制备条件的关系．在该微乳液系统稳定的条件下，由正硅酸乙酯受控水解反应制各SiO2纳米粒子，反应后处理简便，制得粒子尺度较均一的球形疏松无定型纳米SiO2粒子．SiO2粒子粒径尺寸可通过调节水与表面活度剂分子数之比m、水与正硅酸乙酯分子数之比n控制．探讨了影响SiO2纳米粒子形貌、粒径分布的因素及制备优化条件．     

纳米二氧化硅粒子在水性聚氨酯中分散性的研究

采用六甲基二硅胺烷(HMDS)对气相二氧化硅和硅溶胶中两种纳米二氧化硅(SiO2)粒子表面进行了化学接枝改性,然后将改性后的纳米 SiO2 粒子加入到水性聚氨酯(WPU)中,制备了一系列不同纳米 SiO2 粒子含量的共混改性 WPU 样品.通过 FT-IR,SEM 对纳米 SiO2粒子共混改性 WPU 成膜物的织态结构进行了表征,并研究了 SiO2/WPU 共混乳液的成膜过程对成膜物织态结构的影响.结果表明,纳米 SiO2 粒子表面改性状态很大程度上决定了纳米SiO2粒子在共混成膜物中的分散状态和织态结构,具有一定表面两亲性的纳米 SiO2 粒子的分散性更好.     

聚酯/SiO2/有机硅复合涂料的合成与性能

以正硅酸乙酯和有机硅氧烷为原料,采用溶胶-凝胶法合成透明的SiO2/有机硅树脂,然后与聚酯进行缩合反应,在聚碳酸酯(PC)表面上制备硬质的聚酯/SiO2/有机硅复合薄膜.探讨聚酯和SiO2/有机硅树脂配比对复合涂料性能的影响,并采用红外光谱、热重分析、原子力显微镜、扫描电镜、紫外光谱和X射线衍射等方法对复合材料进行表征.结果表明:SiO2/有机硅树脂上的乙氧基与聚酯上的羟基发生了缩合反应,形成Si-O-C结构.当SiO2/有机硅树脂的质量分数控制在75%～83%时,复合涂料具有良好的稳定性,贮存期超过10个月;热固化后复合膜表面平整,呈非晶结构,对PC有一定的增透作用,对PC的附着力为0级,铅笔硬度为2H;随着SiO2/有机硅树脂含量的增加,复合膜的热稳定性逐渐提高.     

橡胶大变形力学常数测试研究

根据能量原理推导出橡胶材料在大变形情况下的力学常数Ｃ１．Ｃ２．并对两种材料．采用不同方法进行了试验测试分析，所得结果是稳定可信的，可为工程单位提供设计参数的参考依据，给出的试验方法是有效的．     

沉淀法白炭黑的制备及其填充SSBR/BR的研究

以水玻璃为原料,采用柠檬酸和硫酸,在沉淀反应前和陈化阶段前添加乙醇制备白炭黑并应用于绿色轮胎橡胶中。通过透射电子显微镜（TEM）、比表面积分析法（BET）和动态光散射（DLS）等手段对白炭黑样品进行表征,结果显示：白炭黑的DBP吸油值为2.1 mL/g,BET比表面积达239 m²/g,平均孔径为34.7 nm;白炭黑初始颗粒直径分布范围较窄,在10~19 nm之间呈正态分布,平均粒径15 nm,初级聚集体峰值150 nm左右,没有出现更大的聚集体尺寸。与商业化白炭黑Zeosil^®1165MP对比,制备的白炭黑填充SSBR/BR复合材料（silica-SSBR/BR）的正硫化时间t₉₀明显缩短,硫化速率变快;silica-SSBR/BR的拉伸强度和增强比均高于Zeosil^®1165MP-SSBR/BR;silica-SSBR/BR抗湿滑性能更优异,滚动阻力更低;silica-SSBR/BR和Zeosil^®1165MP-SSBR/BR的压缩生热相差不大。     

六甲基二硅胺烷对气相法白炭黑的表面改性

在流化床反应器中,利用六甲基二硅胺烷（HMDS）对气相法制备的纳米二氧化硅了表面包覆,研究了包覆温度、包覆时间、HMDS分压等对纳米二氧化硅表面羟基、含碳量、pH值的影响,分析了表面包覆后气相法白炭黑的形态与结构。结果表明气相法白炭黑表面包覆HMDS后,团聚状态得到明显改善;随着处理时间的延长,温度的升高以及HMDS分压的升高,经表面处理后的白炭黑的pH值和含碳量增加,表面羟基数明显减少。反应时间小于15min时,包覆速率较快,然后趋于平缓;反应温度小于250℃时,温度对包覆效率影响较大,温度大于400℃则影响较小;HMDS分压较低时,分压对包覆效果影响较大,当分压超过7．9kPa,则影响甚微。     

无机粒子复配聚磷酸铵对硅橡胶性能的影响

为研究不同形貌结构的无机粒子复配聚磷酸铵对硅橡胶阻燃性能和机械性能的 影响,分别将经偶联剂表面处理后的针状的硅灰石(WS)、中空管状的埃洛石(HNTs)、片 层状的磷酸锆(α-ZrP)与聚磷酸铵加入硅橡胶基体中,通过机械共混制备了阻燃硅橡胶 复合材料(FRSR)． 利用 SEM、TEM 和激光粒度分析仪对 3 种无机粒子的形貌结构、粒径 分布及在 FRSR中的分散性进行了表征,采用万能试验机、热失重分析仪、垂直燃烧仪、极 限氧指数仪等对 FRSR的机械性能、热稳定性和阻燃性能进行了研究． 结果表明:3 种无 机粒子在 FRSR中均能保持初始形貌,在基体中能较好地分散;当无机粒子与聚磷酸铵复 配物的添加量为 25phr 时,填充1phr 改性 HNTs 的 FRSR拥有更高的机械性能(拉伸强度 为 8. 8MPa,断裂伸长率为 218. 6%),填充 1phr 改性 α-ZrP 的 FRSR的阻燃性能和热稳定 性最好(极限氧指数为 32. 3,垂直燃烧级别为 V-0,起始分解温度为 312. 9 ℃)． 文中还采 用 SEM 对 FRSR燃烧后的碳渣进行了分析,并对残渣形成机制进行了初步探讨．