原位接枝改性炭黑对天然橡胶性能的影响

采用原位液相接枝技术在炭黑表面接枝聚乙二醇400,研究了接枝前后炭黑补强天然橡胶的性能.结果表明:在相同填料添加量下,填充接枝改性炭黑的胶料焦烧时间和正硫化时间有所缩短,物理机械性能明显改善;当添加50份填料时,相比于添加未改性炭黑的胶料,填充接枝改性炭黑胶料的结合胶含量提高了16.5个百分点,拉伸强度和撕裂强度分别提升了6.1MPa和19.5kN/m,绝对磨耗质量由0.53g下降至0.37g,硫化胶在0、60和80℃时的tanδ分别下降了16.67%、45.23%和45.45%.动态力学测试和SEM分析表明,胶料性能提升的主要原因是接枝改性炭黑在橡胶基体中分散性的改善及炭黑与橡胶间相互作用力的增加.     

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.     

纳米微晶纤维素替代炭黑补强天然橡胶

采用纳米微晶纤维素(NCC)部分替代炭黑,制备了天然橡胶/纳米微晶纤维素/炭黑复合材料(NR/NCC/CB),研究了NCC对NR/CB复合材料性能的影响.结果表明,NCC提高了CB补强NR的扯断伸长率,并保持在500%以上,永久变形下降至30%以下,且NR/NCC/CB的拉伸强度和撕裂强度基本保持或略优于NR/CB,硬度则基本保持不变;NCC替代炭黑的量为5phr～20phr时,材料仍能保持良好的耐磨耗性能;NCC替代炭黑的量低于15phr时,材料的抗曲挠龟裂性能得到改善;NCC的加入还改善了材料的热空气老化性能,降低了材料的压缩疲劳生热,当NCC取代CB的量为10 phr时,复合材料的生热达到最低值13.0℃.     

蒙脱土对丁苯橡胶力学性能和硫化特性的影响

采用双辊混炼法制备了丁苯橡胶/有机蒙脱土(SBR/OMMT)以及丁苯橡胶/Na-蒙脱土(SBR/MMT)复合材料,采用透射电子显微镜对复合材料的亚微观结构进行了表征,并对复合材料的力学性能、硫化特性进行了研究.电镜照片显示:OMMT在SBR基体中以纳米尺寸均匀分散,而MMT彼此吸附聚集、结块;力学性能表明:OMMT对SBR 补强效果显著,这说明经有机改性后的OMMT与橡胶分子链具有良好的相容性;OMMT在硫化过程中可降低SBR 的焦烧时间/Ts、正硫化时间/T90,并且提高了硫化速度/VC,然而MMT却表现出对硫化进程的抑制作用,降低了硫化效率.     

硫化体系和配合剂对丁腈橡胶/炭黑复合材料导电和力学性能的影响

将炭黑与丁腈橡胶混合制备导电复合材料,其中炭黑（Ｎ５５０）／丁腈橡胶电阻率随温度的变化呈一定强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应．讨论了不同炭黑填充率、硫化体系、配合剂等对复合材料室温电阻率、ＰＴＣ效应和力学性能的影响．     

膨胀石墨/酚醛树脂复合材料双极板研究

以膨胀石墨为导电骨料、炭黑为添加剂、酚醛树脂为黏结剂,采用模压成形工艺制备质子交换膜燃料电池用膨胀石墨/酚醛树脂复合材料双极板.考察树脂含量、成形压力、添加剂用量及添加剂加入方式对复合材料双极板性能的影响.研究结果表明:上述因素对复合材料双极板的性能影响较大,黏结剂的加入量(质量分数)为20％-30％、压力在10～12 MPa较为合适;炭黑对复合材料双极板的性能影响比较复杂,在实验用炭黑范围内,随着炭黑用量的增加,电导率增大较快,抗折强度先增大后减小;在复合材料的混料过程中,将炭黑添加在树脂中,制备的复合材料双极板性能比炭黑添加在膨胀石墨性能好.     

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。     

沉淀白炭黑的表面改性及其填充ABS复合材料的性能

采用硼酸酯偶联剂干法改性沉淀白炭黑,并将此改性沉淀白炭黑(SiO2-EB)填充于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物中制备复合材料(SiO2-EB/ABS).运用FE-SEM观察到经过硼酸酯处理的沉淀白炭黑的分散性较改性前的明显改善,即单个颗粒间黏结团聚明显降低.通过FT-IR和TGA手段证实在沉淀白炭黑表面存在部分偶联的硼酸酯分子.通过对复合材料力学性能和热性能的测试表明,改性沉淀白炭黑在ABS塑料中最佳填充范围在7.5%～10.0%,其中填充10.0%时复合材料的拉伸强度和冲击强度比未改性的填充复合物分别提高了18.1%和40.2%.随着改性沉淀白炭黑的填充以及填充量的增加(5.0%、7.5%、10.0%、20.0%),所得复合材料的分解温度由纯ABS的410.3℃逐渐提高到416.6℃(改性沉淀白炭黑填充量达10.0%),材料耐热性能有所增强.对于复合材料拉伸断面的表观形貌,FE-SEM观察结果显示改性沉淀白炭黑在ABS复合材料中分散性能良好,填充量达到20.0%时仍然无明显团聚,且与ABS基材界面相容性良好.     

硫化体系和配合剂对丁腈橡胶／炭黑复合材料导和力学…

将炭黑与丁橡胶混合制备导电复合材料，其中炭黑（Ｎ５５０）／玎腈橡胶电阻率随温度的变化呈一定强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑填充率、硫化体系、配合剂等对复合材料室温电阻率、ＰＴＣ效应和力学性能的影响。     

CB/SiO2并用填充国产溶聚丁苯橡胶的动态性能

使用橡胶加工分析仪（RPA2000）和动态热机械分析仪（DMA）分析了不同比例炭黑与白炭黑填充溶聚丁苯胶料,在不同扫描条件下的动态黏弹性能.结果表明,在1次应变扫描过程中,随炭黑配比增加,弹性模量（G’）逐渐降低,偶联剂（Si69）作用减小;2次应变扫描发现,随着与1次应变扫描时间间隔增加,应力软化减弱,并在添加偶联剂后,应力软化效应趋于一致;通过连续3次应变扫描,发现填料网络结构并不是造成“Payne”效应的唯一因素;通过温度扫描,发现随温度升高,混炼胶损耗因子升高,硫化胶则下降;频率扫描时,发现未添加偶联剂且白炭黑比例最高的硫化胶出现明显“第二平台”,填料分散性最差,弹性模量最高.     

碳纳米管/天然橡胶复合材料的物理性能

为拓展碳纳米管应用领域,开发新型橡胶纳米复合材料,在碳纳米管预处理基础上,通过机械混炼方法将碳纳米管与天然橡胶复合。研究表明,与传统炭黑增强样品相比,碳纳米管在橡胶中的混入速度快,温升幅度小,混炼胶的硫化返原现象减轻。经过分散粘合体系处理,碳纳米管在橡胶中的分散性及界面粘合状况改善,热处理后复合材料的整体力学性能提高,对比炭黑增强样品,碳纳米管复合材料的弹性模量和玻璃化转变温度高,回弹及动态压缩性能好,并且热稳定性较高。     

炭黑／橡胶涂层复合材料导电性能的研究

本研究了橡胶／炭黑复合材料体系的导电性能。实验指出，其电阻率随温度的变化呈不同强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑粒子填充率，橡胶基体的性质，炭黑的结构及表面性质，加工工艺和硫化条件等对室温电阻率及ＰＴＣ效应的影响。     

碳纳米管／废胶粉复合材料的实验研究

通过机械混合方法将碳纳米管与废胶粉制备复合材料。结果表明：随着搅拌时间的变化,阻尼性能在搅拌10min时,出现一个最大值;复合材料内部出现了碳纳米管的富集区域和碳纳米管较少的区域,搅拌10min时界面结合相对较好;随着碳纳米管质量的增加,废胶粉复合材料的阻尼性能逐渐减小,拉伸强度则呈现和阻尼性能相抵触的规律。     

胶乳反应改性法制备炭黑填充型丁腈橡胶复合材料

在以丁腈橡胶(NBR)胶乳、炭黑(HAF)为主的体系中，通过引入适当的单体——甲基丙烯酸甲酯(MMA)或丙烯酸丁酯(BA)，利用单体对橡胶乳液的接枝，与HAF表面产生化学结合，从而改善了炭黑在橡胶中的分散性，加强了橡胶与炭黑之间的结合，制备出了具有优良力学性能和耐热性能的炭黑填充丁腈橡胶复合材料．文中还考察了NBR、HAF与单体的接枝效果，并对复合材料的力学性能、热性能及动态力学性能进行了研究，通过扫描电镜(SEM)探讨了复合材料的微观结构、     

周期性边界条件下炭黑增强橡胶基复合材料有效弹性性能数值模拟

基于周期性边界条件建立具有随机分布形态的代表性体积单元,通过细观力学有限元方法对炭黑颗粒填充橡胶复合材料的宏观力学行为进行模拟仿真.重点分析圆形和方形炭黑填料粒子模型的变形场和应力场,以及炭黑填料的体积分数对复合材料有效弹性模量的影响规律.结果显示:炭黑颗粒的填充显著提升橡胶材料的弹性模量,而且炭黑填充橡胶材料的有效弹性模量随着炭黑含量的增加而增大;在相同的炭黑含量条件下,方形粒子模型对橡胶材料有效弹性模量的预测结果明显高于圆形粒子模型.     

碳黑填充橡胶的动态力学表征

用动态热分析技术研究了碳黑填充橡胶在高应变与低应变下的动态粘弹行为，并考察了应变史对填充橡胶力学性能的影响。     

橡胶特性及组分的微波诊断

采用全填充短路波导法对含碳黑硫化胶在硫化过程中的介电特性进行了研究。结果表明，橡胶的介电常数能反映硫化过程中交联程度的变化，并且不同配方的橡胶在硫化过程中的介电性质能反映出橡胶内碳黑品种和橡胶品种的不同。