双尺度炭黑粒子复配对天然橡胶复合材料性能的影响

采用炭黑N660、N110复配制备炭黑/天然橡胶复合材料。通过扫描电镜(SEM)和橡胶加工分析仪(RPA)等表征方法对不同互配比的炭黑/天然橡胶复合材料的微观结构及性能进行表征。研究了不同互配比的炭黑对天然橡胶复合材料的动态力学性能及耐切割性能的影响。研究结果表明,恰当的双尺度炭黑复配可降低炭黑粒子之间的相互作用,从而明显改善炭黑在橡胶复合材料中的实际分布粒径,提高炭黑的分散性。橡胶复合材料的动态损耗可能是橡胶分子链之间的摩擦损耗、橡胶和炭黑的界面摩擦损耗、炭黑粒子之间的摩擦损耗共同作用的结果。当炭黑N110和N660互配比为40:10时,试样良好的实际粒子分散性和较高的结合胶含量使其具有最小的动态损耗因子,同时表现出最好的耐切割性能。     

搅拌速度对胶乳共沉法制备NR/CB复合材料性能的影响

本文研究了搅拌速度对胶乳共沉法制备NR/CB复合材料过程中橡胶(NR)与炭黑(CB)的吸附共沉行为及NR/CB复合材料性能的影响。研究结果表明：搅拌速度可显著影响橡胶与炭黑的交替吸附共沉行为,而交替吸附共沉行为对胶乳共沉法制备复合材料的炭黑分散性有重要影响。用3000r/min的搅拌速度可获得最好的交替吸附共沉行为效果,从而获得最好的炭黑在复合材料中的分散。3000r/min搅拌速度胶乳共沉法制备NR/CB复合材料的ΔG"最小,且具有最小的粒子间相互作用程度,最高的填料和橡胶之间相互作用程度、最高的物理交联程度以及最快的填料网络重组速度,所以该复合材料具有最高的100%、300%定伸应力。     

搅拌速度对胶乳共沉法制备橡胶/炭黑复合材料性能的影响

研究了搅拌速度对胶乳共沉法制备NR/CB复合材料过程中橡胶(NR)与炭黑(CB)的吸附共沉行为及NR/CB复合材料性能的影响。研究结果表明:搅拌速度可显著影响橡胶与炭黑的交替吸附共沉行为,而交替吸附共沉行为对胶乳共沉法制备复合材料的炭黑分散性有重要影响。用3 000 r/min的搅拌速度可获得最好的交替吸附共沉行为效果,从而获得最好的炭黑在复合材料中的分散。3 000 r/min搅拌速度胶乳共沉法制备NR/CB复合材料的ΔG'最小,且具有最小的粒子间相互作用程度,最高的填料和橡胶之间相互作用程度、最高的物理交联程度以及最快的填料网络重组速度,所以该复合材料具有最高的100%、300%定伸应力。     

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。     

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。     

硅橡胶-炭黑导电橡胶的逾渗特性研究

以炭黑为导电相填充硅橡胶制备导电橡胶,并基于Matlab软件建立了相应体系的逾渗模型,对比研究了炭黑含量及粒径对导电橡胶体系粒子逾渗特性和导电性能的影响。结果表明,当炭黑粒径一定时,炭黑含量是影响所制导电橡胶导电性能的重要因素,当炭黑含量达到逾渗阈值,材料电阻急剧减小,炭黑粒径越小,所制材料的逾渗阈值越低。不同炭黑粒径下,导电橡胶体系的分形维数均随着炭黑含量增加而增大,并且炭黑粒径越小,体系分形维数越小,而分形维数较小的体系在逾渗状态前形成导电集团的能力更强。对比实验和数值模拟结果可知,本文构建的逾渗模型能较好地反映硅橡胶-炭黑导电橡胶中导电相的结合特性。     

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。     

炭黑的表面化学改性及其在水介质中的分散性研究

为了提高炭黑在水性介质中的分散性,利用对苯酚磺酸（p—PS）及低聚对苯酚磺酸（SPV）羟基邻位的活泼氢与羟甲基的反应,将炭黑羟甲基化后,研究了炭黑粒子表面导入亲水性基团的表面化学改性方法。研究了反应时间、反应溶剂对接枝率的影响,并在水浴90℃,催化剂存在下,水／甲醇为溶剂,反应3h,得到了接枝率为13％的改性炭黑。通过阿R、TEM等手段对P—PS和SPF改性炭黑进行了表征;未经改性的炭黑5min即会完全沉降;P—PS改性炭黑,在自然沉降15d后,分散液透光率从1．5％增加到11．4％;接枝率为13％的SPF改性炭黑,分散液透光率从43．4％变为65．8％。结果表明：改性炭黑在水中的分散稳定性大大提高。     

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。     

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。     

浅色橡胶助剂的研究

针对白炭黑的生产工艺复杂,成本较高等问题,以阜新千枚岩为原料,经超细粉碎后成粒径不同的粉体,选择合适的化学改性药剂制度,将改性后的千枚岩作橡胶填料进行试验研究,通过与中槽炭黑、白炭黑相比较,千枚岩的某些性能指标超过白炭黑,接近炭黑,可以部分替代炭黑作橡胶补强填料.千枚岩作为橡胶填料是其新应用领域之一,这一研究成果为资源枯竭的阜新市经济发展提供一个新方向.     

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。     

填充补强剂在橡胶基质中分散状态的研究

将透射电子显微镜 (TEM)与扫描电子显微镜 (SEM )结合在一起, 系统观察了氧化锌、碳酸钙、陶土、粘土、炭黑、白炭黑等填料在丁苯橡胶中的分散状态,也考察了粘土 /橡胶纳米复合材料中粘土晶层的分散情况。发现各种填充补强剂在橡胶中均存在着几种层次的分散结构,混炼过程会进一步粉碎粒子,粉碎程度的大小依赖于分散相的内聚强度和结构特征。直接混炼也会造成粘土晶层一定程度的剥离,从而在基质中产生一些纳米尺度的分散质。大多数纳米复合材料包括原位聚合制备的纳米复合材料中,分散相都存在着一定程度的聚集体,不可能达到理想的均匀的分散,含量越高,聚集体数目越多。分散相的界定依赖现有仪器的分辨率。据此,也重新给出了纳米复合材料的定义:只要在某一分辨率下,分散相粒子的尺寸至少应有一维≤100nm,同时其质量分数或体积分数应达到 80 %以上。并认为炭黑和白炭黑增强的橡胶均属于纳米复合材料。     

白炭黑二次结构与附加压力关系的研究

以沉淀法白炭黑二次结构为体系,从理论上深入探讨了原始粒径、结构补强以及二次结构与附加压力的关系,给出了它们之间关系的数学表达式。理论分析和实验表明：在干燥过程中白炭黑二次结构的破坏是导致其产品结构塌陷的原因,原始粒子间脖径处承受的弯曲液面的附加压力的反作用力是导致二次结构破坏的原因;要获得在橡胶中既具在良好补强性能,又能良好分散的产品,其原始粒子需要结构补强。不同原始粒径,存在不同的补强临界值;通过改变干燥方式及介质等手段可减小结构塌陷,提高产品质量。     

核壳橡胶粒子改性沥青的高温贮存稳定性

主要采用乳液接枝聚合技术,合成核壳结构的聚丁二烯橡胶粒子接枝苯乙烯及少量沥青壳层结构的聚合物,共混改性基质沥青.通过考察核壳橡胶粒子改性沥青高温离析上下层的软化点及差值,DSC分析,以及内部分散形态结构,得到了高温贮存稳定的改性沥青.此时,改性沥青的软化点明显提高,离析差不超过1℃;沥青与核壳橡胶粒子发生作用使能产生吸热峰的组分向低温发生偏移,且峰值减小;橡胶相以区域网络结构均匀分散.     

柔性触觉传感器用力敏导电橡胶力学灵敏度研究

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料.研究了基于力敏导电橡胶的柔性触觉传感器灵敏度随复合材料的填料用量,不同种类填料并用而变化的特性.对材料的弹性形变、炭黑和填料并用的网络化进行了分析.通过实验,获得了在不同填料配比下的力敏导电橡胶的横向和纵向力灵敏度,渗流区不同位置下的灵敏度.实验表明,当炭黑(8%)和SiO2(27‰)并用时,复合材料电阻刚好处于渗流区的高阻态端,弹性模量较低,力学灵敏度高.采用体压阻效应与界面压阻效应相结合的方式制作柔性触觉传感器可获得较高力灵敏度.     

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.     

Vxworks监控系统研究

随着网络技术的飞速发展,人们对嵌入式设备自动化信息化程度也要求越来越高,本地的设备管理方式也逐渐被基于Internet的远程测控技术所取代。本文提出一种基于C/S方式的监控系统研究方案,所引用的源代码全部是基于S3C44BOX芯片设计,并已成功运行。最后给出软硬件调试结果。     

橡胶改性沥青储存稳定性试验研究

制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了不同储存温度或不同储存时间条件下2种橡胶改性沥青的稳定性试验.研究表明,脱硫橡胶沥青经高温静态储存后比普通橡胶沥青更易离析.经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成无明显颗粒的细小物质,其胶粉颗粒大小在2种橡胶沥青的性能比较中不产生影响;而普通橡胶粉剪切后基本保持...