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．     

混炼插层法制备天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料

采用有机改性蒙脱土和新型补强性促进剂，通过混炼插层法制备了天然橡胶／蒙脱土纳米复合材料，用X射线衍射和透射电镜表征了纳米复合材料的结构和形态，用表观交联密度测定和红外光谱研究了蒙脱土与橡胶的相互作用，同时用X射线衍射法研究了混炼和硫化过程中天然橡胶分子链对蒙脱土的插层过程．结果表明，蒙脱土在橡胶基体中以纳米级厚度片层分散；补强性促进剂能加强蒙脱土与橡胶间的结合；天然橡胶分子链在混炼过程中便开始对蒙脱土进行插层，并主要在焦烧时间前的硫化诱导期内完成大部分插层过程，硫化开始后蒙脱土的纳米级分散进一步完善，直至硫化完成．添加2％～10％有机蒙脱土的天然橡胶／蒙脱土纳米复合材料的力学性能和动态力学性能优于40％N770炭黑补强的硫化胶．     

新型改性纳米碳酸钙对天然橡胶的补强作用

制备了一种新型改性纳米碳酸钙M-CaCO3，采用FTIR、TGA和SEM对M-CaCO3的结构形态进行了研究；同时探讨了其与天然橡胶(NR)形成的纳米复合材料(NR／M-CaCO3)硫化胶的结构、形态和力学性能，并分别与硬脂酸包覆型工业纳米碳酸钙(CCR)及其与天然橡胶形成的纳米复合材料(NR／CCR)硫化胶进行比较，结果表明，M-CaCO3对NR具有显著的补强作用，其补强效果远优于CCR。     

原位生成甲基丙烯酸镁补强天然橡胶的研究

研究了过氧化物硫化体系下,甲基丙烯酸镁(MDMA)、炭黑(CB)／MDMA补强天然橡胶的力学性能和交联密度．利用X射线衍射(XRD)证明了：在天然橡胶混炼过程中,氧化镁(MgO)和甲基丙烯酸(MAA)通过中和反应原位生成甲基丙烯酸镁．研究表明：MDMA和CB／MDMA可以有效地补强天然橡胶．交联密度的测定暗示NR／CB／MDMA和NR／MDMA硫化胶的离子键交联密度有着密切的联系,CB和MDMA的并用导致了离子键交联密度的增加,进而对天然橡胶硫化胶产生了协同补强效果．     

改性纳米碳酸钙补强NR/SBR/BR并用胶的表征

通过固相法在硬脂酸改性商品纳米碳酸钙CCR中加入间苯二酚与六亚甲基四胺的络合物RH,制备了改性纳米碳酸钙M-CCR,并分别制备了天然橡胶/丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶与M-CCR和CCR的复合材料.利用橡胶加工分析仪(RPA)和透射电子显微镜(TEM)研究了M-CCR和CCR在并用胶基体中的分散性、界面结合力、加工性能和形态.同时比较了复合材料的力学性能.结果表明,并用胶填充M-CCR的加工性能、补强作用以及填料的分散性和界面结合力均明显优于CCR.     

石墨烯改性白炭黑填料对天然橡胶性能的影响

白炭黑(主要成分为纳米SiO₂,nano-SiO₂)由于易于制取、绿色环保等优点,现被广泛用于橡胶补强中,但是白炭黑因为结构上的特点,导致其在橡胶中的分散性和补强能力比炭黑差。利用硅烷偶联剂改善白炭黑在橡胶中的分散性,并研究改性白炭黑和石墨烯(GE)的协同补强作用对天然橡胶(NR)的影响。使用助分散剂单宁酸(TA)修饰的石墨烯与使用硅烷偶联剂KH570改性的白炭黑通过迈克尔加成反应得到杂化填料(KS-TGE),与天然橡胶充分混合制得KS-TGE/NR复合材料。经过测试,白炭黑经过改性后不仅改善了其在橡胶中的分散性,并且其和石墨烯制得的杂化填料与天然橡胶共混后,天然橡胶的力学性能得到提升。与未改性的nano-SiO₂/NR相比,改性后的复合材料拉伸强度最高提升36.3%,断裂伸长率最高提升79.5%,此外KS-TGE/NR仍能保持优异的弹性和动态力学性能。     

改性白炭黑与炭黑协同增强天然橡胶复合材料

为了改善填料的分散性,采用离子液体1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑(AMI)改性白炭黑(SiO_2),并制备改性白炭黑/炭黑/天然橡胶复合材料,通过傅里叶红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM),动态力学分析仪(DMA),热失重分析仪(TGA)等分析方法,研究AMI改性对白炭黑/炭黑/天然橡胶复合材料微观结构、力学性能、动态力学性能的影响。结果表明:经AMI改性后,白炭黑粒子间的相互作用减小,团聚倾向减弱,且与炭黑并用后在橡胶复合材料基体中的分散性改善,弥散效应和界面作用增强,改性复合材料的硫化反应活化能降低,综合力学性能提高。此外,离子液体用量的提高有助于复合材料分子链有序性的增加,使复合材料的热稳定性增强。可见改性白炭黑与炭黑并用对橡胶有很好的补强效果。     

偶联剂/白炭黑补强体系对天然橡胶硫化和力学性能的影响

研究4种偶联剂KH-560,KH-570,Si-69,C800与白炭黑补强体系在天然橡胶(natural rubber,NR)中的应用,同时探讨偶联剂的种类和用量对NR硫化胶性能的影响.结果表明:随着偶联剂用量的增加,硫化时间缩短,其中偶联剂C800与白炭黑共混提高了NR硫化胶的抗焦烧性能,改善了加工性能;不同的偶联剂对硫化胶的力学性能有不同程度的提高,其中偶联剂KH-560与白炭黑共混增强NR力学性能的效果最好,当KH-560用量为2份时,胶料的力学性能达到最佳效果.     

纳米二氧化硅改性及其在丁基橡胶中的应用

对改性的纳米二氧化硅分别用红外光谱和XPS进行表征,测定大气和氨氛围下硫化胶的交联密度,研究硫化胶的物理交联密度和化学交联密度对力学性能的影响,结果发现,随着纳米二氧化硅填充量的增加,总交联密度增大,当纳米二氧化硅填充量大于1.0%时,物理交联密度增大,化学交联密度开始减小,力学性能提高;当填充量提高至3.5%后,力学性能增至最大,随后开始缓慢降低.     

静态热老化对NR硫化胶交联结构及力学性能的影响

研究了老化时间和环境对三种硫化体系的天然橡胶(NR)硫化胶的交联结构与力学性能的影响．结果表 明,三种NR硫化胶的交联密度相近,定伸应力相近,多硫键含量最多的CV体系硫化胶拉伸强度和伸长率最大,单 硫键含量最大的Ev体系的拉伸强度和伸长率最小;有氧和绝氧热老化均使NR硫化胶中多硫键减少、单硫键增 加．未填充的NR硫化胶,其交联密度随热氧老化先增后减．对于N330填充的NR硫化胶,有氧和绝氧热老化都使 交联密度增加、拉伸强度和伸长率降低,而定伸应力和硬度增加,但CV体系的性能保持率最低,EV体系最高．     

气相法纳米二氧化硅补强硅橡胶界面-结合橡胶

采用不同表面性质的气相法纳米二氧化硅,利用硅橡胶混炼胶界面结合橡胶来研究高温硫化硅橡胶补强作用的影响因素,并结合扫描电镜分析界面的作用形式。结果表明结合橡胶以纳米二氧化硅的网络结构为骨架,纳米二氧化硅粉体的结构性越高,形成的三维立体网络结构结合橡胶体越好,对硅橡胶制品的补强效果越好。气相法纳米二氧化硅粉体填加质量分数为0.26~0.29时,表面羟基个数在1.1~1.4之间,有效补强体积最大,补强效果也最好。     

乳液共混法制备的石墨烯/天然橡胶纳米复合材料的微观结构研究

采用乳液共混将氧化石墨烯(GO)水溶液与天然胶乳共混,对此共混体系破乳后再原位还原从而制备了石墨烯/天然橡胶(GE/NR)纳米复合材料。TEM和XRD测试表明GE片层在NR基体中剥离程度高且达到了均匀的分散。高结合胶含量、Raman位移以及断面SEM粗糙程度表明GE与NR之间存在很强的界面作用。GE在NR基体中良好的分散以及二者之间的强界面作用均有利于提高GE/NR纳米复合材料的力学性能及导电性能。     

酶凝固天然橡胶硫化特性和力学性能的研究

采用溶菌酶和碱性蛋白酶凝固天然胶乳,考察了凝固方法对天然橡胶硫化特性、力学性能等的影响。结果表明,溶菌酶和碱性蛋白酶均能使新鲜天然胶乳顺利凝固。采用溶菌酶凝固新鲜天然胶乳,得到的天然橡胶蛋白质含量较高,硫化速率较慢,硫化胶具有较高的交联密度和力学性能,以及较高的玻璃化转变温度和压缩生热。而采用碱性蛋白酶处理新鲜胶乳,部分蛋白质被水解,导致天然橡胶中蛋白质含量下降,硫化速率加快,硫化胶具有较低的交联密度和力学性能。     

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。     

促进剂DM/D/TMTD对乒乓球拍胶皮性能的影响研究

研究了促进剂二苯胍(D)、二硫化二苯并噻唑(DM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)不同并用比对天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)乒乓球拍胶皮的硫化特性及硫化胶性能的影响。结果表明:在DM/D并用体系中,随着促进剂D用量的增加,胶料焦烧时间t10和正硫化时间t90缩短,胶料的扯断伸长率、拉伸强度增大。在DM/TMTD并用体系中,促进剂TMTD的加入可以提高胶料的流动性,缩短正硫化时间;随着促进剂TMTD用量的增加,拉伸强度和扯断伸长率降低,耐老化性变化不大。与使用DM/TMTD体系相比,使用DM/D体系时,胶料的焦烧时间长,加工安全,硫化胶的物理性能较好。当DM/D并用比为0.382/0.618时乒乓球拍胶皮的综合性能最好。     

纳米高岭土和白炭黑硫化橡胶复合材料

采用硫化和机械性能测试以及热重分析(TGA)和透射电子显微镜(TEM)等手段,对纳米高岭土(NK)和白炭黑(PS)各自填充的丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)、顺丁橡胶(BR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等四种复合材料的硫化性能、力学性能、热稳定性能和微观结构进行了表征和时比.结果表明,纳米高岭土有效改善了橡胶前期硫化的操作安全性,加快了硫化速度,提高了生产效率.其橡胶复合材料具有优异的弹性,拉伸性能与白炭黑橡胶基本接近,撕裂强度和定伸强度比白碳黑稍差.纳米高岭石在橡胶基体中分散性良好,片层厚度小于100 nm,呈定向平行排列.纳米高岭石粒子与橡胶大分子之间良好的界面结合,是促进其热稳定性能提高的主要原因.图5,表3,参11.