过渡金属化合物对P(SBR/N330)硫化胶的增强作用

用过渡金属及稀土化合物对高耐磨炭黑（N330）进行表面改性，探讨提高高耐磨炭黑填充型粉末丁苯橡胶（SBR）硫化胶的力学性能，结果表明，用Co(OH)3/NH4OH及铈化合物对N330进行表面改性后，能显著提高其硫化胶的300%定伸应力，拉伸断面形貌的SEM分析表明，N330经Co(OH）3/NH4OH及铈化合物改性后，其在SBR基体中的分散良好，界面粘合牢固。     

利用AFM研究炭黑的微观分散

炭黑在橡胶中的分散程度对其补强性能的发挥至关重要,工业生产中用光学显微镜获得的胶料图像仅能判别炭黑粉团的聚集程度,表征混炼工艺是否合格。探究不同炭黑在橡胶中的微观分散程度,有助于从纳米尺度搞清楚炭黑分散程度对炭黑补强性能的贡献。使用原子力显微镜(AFM)获取硫化胶片截面的微观相图,表征出炭黑在橡胶中的分散程度,从分散程度角度解释了不同粒径和结构炭黑的补强性和耐磨性的差异。选取最具代表性的五种炭黑为原料,定量表征炭黑聚集体在天然橡胶中的分散程度,统计评价分析炭黑在橡胶中的聚集体尺寸分布和间距分布。结果发现:(1)炭黑原生粒径越小其炭黑微观分散程度越好;(2)N115粒径最小,在胶料中分布最均匀导致其补强性能最佳,但是粒径太小混炼困难;(3)N300系列炭黑在橡胶中,结构程度对炭黑微观分散程度的影响较小,但随着结构的增高,其补强性能更好。     

凹凸于橡胶表面的炭黑颗粒对轮胎耐磨性的作用

通过采用原子力显微镜研究分散于橡胶中的炭黑微观颗粒,测量了凸出在橡胶表面的炭黑聚集体高度值和包裹于炭黑周围的结合胶厚度值。研究发现其厚度变化范围为3 nm～7 nm,对应的炭黑原生粒径范围为20 nm～70 nm,而宏观耐磨性由大到小依次增强。较大粒径(70 nm左右)炭黑周围几乎观察不到结合胶,炭黑凸出高度值较大(约为20 nm～70 nm)。基于橡胶结合胶理论和磨粒磨损机理,提出一种新颖的炭黑补强解释。该理论的要点认为炭黑补强轮胎耐磨性归因于大量凸出在橡胶基体上的炭黑聚集体颗粒提供的表面硬质点,这些硬质点与地面接触,从而保护了基体橡胶不因高速摩擦而磨损。炭黑原生颗粒和橡胶基体的固定可通过一层结合胶实现。结合胶在受外力产生摩擦时能够提供弹性,能够将部分炭黑颗粒埋藏起来,而另一部分炭黑颗粒则仍然凸出于基体表面抵制耐磨,外力撤除后,其又恢复正常。     

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.     

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．     

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．     

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．     

硫黄硫化体系对NR／CM共混胶性能的影响

研究了普通、半有效以及有效硫黄硫化体系对于天然橡胶（NR）和氯化聚乙烯橡胶（CM）的共混胶的硫化特性的影响。结果发现,半有效硫黄硫化体系的共混胶拥有较高的拉伸强度、拉断伸长率以及撕裂强度。这是因为该体系生成的NR交联网络能够与CM相的交联网络相匹配,从而提高了整体的物理性能。通过平衡溶胀法测量交联密度得出,各组的交联密度与正硫化时间成正比。共混胶的性能不仅与硫化程度有关,也与两相的交联网络匹配程度有重要关系。     

不同炭黑填充的三元乙丙橡胶／丙烯酸橡胶共混胶的性能

制备了不同粒径及结构度的炭黑填充的EPDM／ACM（三元乙丙橡胶／丙烯酸橡胶）共混胶,研究了不同牌号炭黑在共混胶中的分散性及其对共混胶硫化特性、物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,随炭黑粒径增大,EPDM／ACM共混胶门尼黏度减小,焦烧时间和正硫化时间延长;粒径太大或太小均不利于炭黑在共混胶中的分散,炭黑N330、N550和N660分散性较好;炭黑粒径越小,结构度越高,Payne效应越明显,Pay-ne效应强度依次为CD2109〉N220〉N330,N550,N660〉N774;炭黑CD2109填充的混炼胶储能模量、损耗模量和损耗因子均最大,混炼生热大。     

活性硅酸钙填充丁苯橡胶复合材料性能研究

以活性硅酸钙、炭黑、白炭黑为原材料,使用硅烷偶联剂对其进行改性,采用熔融共混法制备丁苯橡胶复合材料,研究了改性剂种类、添加量、硅酸钙填充量、与炭黑、白炭黑配合比例对丁苯橡胶复合材料硫化性能、力学性能的影响.研究表明：添加硅酸钙后,复合材料的硫化性能得到优化;在与白炭黑或炭黑配合填充时,可明显缩短硫化时间、降低最小扭矩,提高了胶料的压延性能和生产效率;在低拉伸率范围内,硅酸钙表现出优异的补强性能,可替代或部分替代昂贵的炭黑、白炭黑等传统填料,以降低橡胶制品的经济成本.     

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。     

溶液法丁基橡胶的补强体系研究

对溶液法丁基橡胶补强体系进行了研究，考察了炭黑N330、N550、N660对溶液法丁基橡胶的影响，结果N330比其他两种炭黑有更好的补强性能，用量为50质量份时，补强效果最好。当N330与白炭黑复配时，补强效果更为显著，白炭黑最佳用量在10—20质量份。同时，对于溶液法丁基橡胶，树脂硫化体系比硫黄硫化体系的硫化效果好。     

技术转让

RFC新型补强填充剂生产技术编号：J970050RFC新型补强剂是以热电厂的粉煤灰为主要原料，经过物理化学活化处理制成的无机与有机高分子化合物，是一种多层复合形成的黑色粉状补强填充剂。该产品具有较高的补强性、弹性、抗老化性，容易与胶料掺混，胶料流动性能好，操作不易飞扬．耗能低等优点、可广泛应用于各种橡胶制品中，如轮胎、胎体帘布胶、垫带、力车胎、自行车胎、运输带、三角带、胶管、胶鞋等制品的填充剂，也可作塑料加工业的填充剂．可以代替软质炭黑和部分硬质炭黑。本技术已在河南省推广应用。RFC填充天然胶其硫化胶的物理…     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌的分离鉴定及对废胎面胶的脱硫再生

从河北兴隆某硫铁矿筛选到一株硫杆菌YT-1,经理化性能和16S rDNA序列分析鉴定为嗜酸氧化亚铁硫杆菌（At. ferrooxidans YT-1）,研究了该菌对废胎面胶（GTR）的脱硫再生作用。研究结果表明,三元共混物丁苯橡胶（SBR）/炭黑（CB）/再生GTR比SBR/CB/未再生GTR拉伸强度和断裂伸长率分别提高了5.3%和11.1%;X射线光电能谱检测表明SBR/CB/再生GTR表面硫元素质量分数降低13.92%,且峰位往高氧化态偏移0.2eV,说明再生GTR表面硫元素被氧化;共混胶断裂面扫描电子显微镜显示再生GTR与SBR/CB基体粘合性能显著提高,说明再生GTR表面硫交联键被打断。     

螺杆泵定子氢化丁腈橡胶材料的制备与压缩力学性能

定子是螺杆泵的关键部件之一,其材料的制备对螺杆泵的正常运行和寿命至关重要。以螺杆泵定子常用材料氢化丁腈橡胶(HNBR)为研究对象,采用正交试验方法对HNBR材料的配方进行优化设计。设计了3种因素,即硫化体系、硫化温度和补强体系,并基于正交试验综合分析这些因素对HNBR材料压缩力学性能的影响。同时,制备HNBR弹性体材料,并对HNBR材料压缩力学性能进行试验研究。结果表明:对HNBR材料压缩力学性能影响最大的因素为补强体系,其次为硫化温度,最后为硫化体系;得到HNBR材料制备的最优配方,补强体系为炭黑N330、硫化温度为150℃、硫化体系中过氧化二异丙苯(DCP)与硫磺(S)质量比为7∶0.5;根据提出的最优配方制备的材料压缩力学性能最佳,即材料拥有较大的压缩弹性模量和压缩应力松弛模量,较小的压缩永久变形率。     

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．     

微米级滑石粉补强丁腈橡胶的性能研究

为使滑石粉补强丁腈橡胶（NBR）,研究了滑石粉的粒径、用量和表面经偶联剂处理时对NBR 硫化胶的力学性能影响。结果表明：滑石粉在粒径很小、用量适中时才显示较好的补强效果,2 500 目、60 份时橡胶的拉伸强度为13.5 MPa、撕裂强度41.4 kN/m;用质量分数为1% 的KH550 处理滑石粉,橡胶的综合性能获得进一步提高,其拉伸强度可达14.1 MPa、撕裂强度48.1 kN/m,SEM 分析指出这与偶联剂改善了滑石粉在NBR 中的分散性及相容性有关。     

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。     

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.     

硅烷修饰粘土对橡胶的补强作用

采用福建高岭土、伊利石类粘土矿粉，经酸活化处理后，用１％硅烷偶联剂对其进行表面修饰，并利用ＩＲ光谱对亲水性粘土矿物的表面修饰方式进行初步的探讨，修饰后的粘土矿粉作为补强填补应用于橡胶体系，改善了填料与橡胶基体之间的复合性能，从而提高补强效果和室温硅橡胶的存放稳定性。