反应共混改性纳米二氧化硅/炭黑填充溶聚丁苯橡胶的结构与性能

采用动态反应共混法制备了含硫的硅烷偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(Si-69)和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si-75)改性纳米SiO2/炭黑填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)硫化胶,分析了胶料的微观结构,研究了胶料的物理机械性能和动态力学性能等。结果表明,纳米填料在胶料中呈现较理想的分散状态;当纳米SiO2与炭黑填料的总量为70份时,随改性纳米SiO2用量的增加,SSBR硫化胶的邵尔A硬度、扯断伸长率、永久变形、撕裂强度下降,拉伸强度变化不大,300%定伸应力显著提高,生热明显下降,其中Si-75改性纳米SiO2/炭黑填充的SSBR综合性能更优;纳米填料在橡胶基体中的分散性好,胶料的动态生热低。     

充油丁苯橡胶在轮胎胎侧胶中的应用

对充油丁苯橡胶 (OE SBR)在轮胎胎侧胶中的应用进行了研究。试验结果表明 ,在调整生产配方中炭黑和操作油用量的基础上 ,用OE SBR替代SBR ,胶料的焦烧时间延长 ,硫化胶的拉伸强度、扯断伸长率及撕裂强度均有所提高 ,压缩永久变形、邵尔A型硬度、30 0 %定伸应力和密度下降 ;胶料的工艺性能正常 ,成品耐久性能试验结果与改进前相当 ,胶料成本降低 0 18元·kg- 1 。     

环氧化低分子聚丁二烯改性白炭黑在SBR中的应用

研究环氧化低相对分子质量反式聚丁二烯(ELMTPB)改性白炭黑在SBR中的应用效果。结果表明，环氧度为10．6％的ELMTPB改性白炭黑填充SBR硫化胶的综合性能较好；硅烷偶联剂Si69改性白炭黑对SBR硫化胶性能的改善效果明显优于ELMTPB改性白炭黑，且Si69用量为8份时，硫化胶拉伸强度和撕裂强度较高；在ELMTPB／Si69并用比不超过4／4时，所得SBR硫化胶拉伸强度和拉断伸长率优于Si69改性白炭黑填充SBR硫化胶；当Si69用量为4份且并用12份ELMTPB时，所得SBR硫化胶性能最佳，表现在300％定伸应力提高28％，拉伸强度提高38％，且拉伸强度和拉断伸长率超过8份Si69改性白炭黑填充SBR硫化胶。     

无喷霜硫化体系中硫黄用量对三元乙丙橡胶/白炭黑硫化胶性能的影响

采用无喷霜硫黄硫化体系,考察了硫黄用量对三元乙丙橡胶(EPDM)/白炭黑(WCB)混炼胶硫化特性及硫化胶物理机械性能、耐热老化性能、动态力学性能和压缩永久变形的影响。结果表明,在硫黄用量为0.5~1.5份的条件下,随着硫黄用量的增加,EPDM/WCB混炼胶的硫化速率减慢,硫化胶的拉伸强度先升高后下降,当硫黄用量为1.00份时达到最大值(22.4 MPa),同时扯断伸长率和永久变形逐渐下降,邵尔A硬度升高;热空气老化后,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度均提高,但扯断伸长率下降幅度较大;随着硫黄用量的增加,硫化胶的玻璃化转变温度向高温方向移动,损耗因子峰值先升高后下降,储能模量增大,压缩永久变形略有减小。     

用三乙烯四胺丙烯酸盐增强丁腈橡胶

研究了三乙烯四胺丙烯酸盐(AnAA)增强丁腈橡胶(NBR)的性能。结果表明,AnAA对NBR/AnAA硫化胶具有较好的增强效果,当其用量为10质量份时硫化胶具有最佳的综合物理机械性能,拉伸强度24.2 MPa,撕裂强度47.4 kN/m,100%定伸应力13.8 MPa,压缩永久变形24.6%,扯断伸长率160%,邵尔A硬度83。AnAA对NBR的增强机理一方面在于AnAA增强NBR的硫化胶交联网络中存在较多的离子交联键结构,此结构具有很好的应力分散和弛豫特性,提高了硫化胶的物理机械性能;另一方面AnAA在NBR中较易分散形成纳米颗粒,这些纳米颗粒对NBR也起到了较好的增强作用。     

硫化剂TCY用量对CM/ACM共混硫化胶性能影响研究

研究了硫化剂TCY的用量对氯化聚乙烯橡胶(简称CM)/丙烯酸酯橡胶(简称ACM)共混硫化胶性能的影响。结果表明,随硫化剂TCY用量的增加,共混胶焦烧时间基本不变;MH—ML的值逐渐增大,交联程度增加;硫化胶的硬度逐渐增大,撕裂强度先增大后减小;拉伸强度先下降后上升,100%定伸应力增大,扯断伸长率和永久变形增大;老化后拉伸强度先下降后上升,100%定伸应力增大,扯断伸长率和永久变形增大;拉伸强度和100%定伸应力大于老化之前,差值较小。扯断伸长率、永久变形小于老化之前;耐热油老化后拉伸强度、100%定伸应力、扯断伸长率、永久变形的变化趋势与未耐热油老化之前基本相同,且低于耐热油老化之前;体积变化率、质量变化率均下降,耐热油性提高。     

丁苯橡胶热空气老化性能变化之间的相关性

通过热空气老化试验,建立了丁苯橡胶(SBR)热空气老化拉伸性能变化率与邵尔A硬度变化值之间的相关性。结果表明,在热空气老化过程中,无论是普通硫化体系还是有效硫化体系,SBR硫化胶老化后的邵尔A硬度变化值随老化时间的延长而呈指数趋势增加,且老化后扯断伸长率变化率与邵尔A硬度变化值之间呈线性关系;在普通硫化体系下,硫化胶表现为老化后扯断伸长率变化率和拉伸强度变化率随老化时间的延长而呈指数趋势下降,而老化后拉伸强度变化率与邵尔A硬度变化值之间以及拉伸强度变化率与扯断伸长率变化率之间呈线性关系。     

用甲基丙烯酸原位改性纳米CaCO3填充三元乙丙橡胶Ⅱ.纳米CaCO3用量的影响

使用甲基丙烯酸(MAA)原位改性纳米CaCO3填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备了纳米CaCO3增强EPDM硫化胶。考察了纳米CaCO3用量对EPDM硫化性能和力学性能的影响。此外,还对EPDM的应力-应变曲线和应力弛豫行为进行了研究。结果表明:加入纳米CaCO3缩短了EPDM的焦烧时间,降低了硫化速率,混炼胶的转矩增量逐渐增大;MAA的引入使相同纳米CaCO3用量下混炼胶的转矩增量稍有下降;随着纳米CaCO3用量的增加,EPDM的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和邵尔A硬度均逐渐提高;加入MAA,不同程度地提高了EPDM的拉伸强度、定伸应力和撕裂强度,对邵尔A硬度则无显著影响。     

氯化聚乙烯用量对三元乙丙橡胶/尼龙共混胶性能的影响

研究了增容剂氯化聚乙烯（CPE）的用量对三元乙丙橡胶/尼龙（EPDM/PA）硫化胶热空气老化前后和用非极性油处理后力学性能及耐磨性能、耐油性能的影响。结果表明,随着CPE用量的增大,EPDM/PA硫化胶热空气老化后拉伸强度和100%定伸应力呈上升趋势,扯断伸长率和永久变形均缓慢下降,邵尔A硬度保持不变。用非极性油处理后EPDM/PA硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率随CPE用量的增大呈上升趋势,100%定伸应力基本不变。CPE的加入对硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率等性能有一定的提高,说明EPDM和PA两相的相容性改善,在用量为6份时硫化胶的力学性能较佳。随着CPE用量的增大,DIN磨耗呈下降趋势,耐磨性能提高;质量变化率和体积变化率略有降低,耐油性能有所提高。     

SMC晶须在丁苯橡胶中的应用

对硅镁钙晶须（SMC晶须）在丁苯橡胶（SBR）中的应用进行了研究,考察了晶须用量（0～50phr）对胶料的硫化特性和硫化胶的力学性能的影响,并与常用的填料白炭黑（WCB）和碳酸钙（CaCO3）进行了比较。实验结果表明：SMC晶须对SBR有促进硫化作用;SMC晶须对SBR具有一定的补强作用,拉伸强度随着晶须用量的增加而增大;用量相同时,SMC晶须填充的复合材料硬度和撕裂强度与WCB填充的相当,300%定伸应力比WCB填充的高,拉伸永久变形比WCB小得多;SMC晶须补强效果远优于CaCO3。     

纳米碳酸钙/二氧化硅复合粒子的制备及其在丁苯橡胶中的应用

将纳米碳酸钙的制备和表面包覆工艺融为一体,以硅酸钠为无机硅源,采用溶胶沉淀法制备出具有核壳结构的纳米碳酸钙/二氧化硅复合粒子,在纳米碳酸钙的表面包覆了一层致密的二氧化硅膜。采用TEM、红外光谱（FT-IR）、TG、XRD、BET、吸油值测定等手段对复合粒子的大小、形貌、化学组成、结构及表面性质进行了分析和表征。将复合粒子填充于丁苯橡胶,能显著提高丁苯橡胶（SBR）硫化胶的拉伸性能和撕裂性能。当填充量为75份时,拉伸强度最大,为13.6 MPa。     

甲基丙烯酸对氢氧化铝填充丁苯橡胶性能的影响

将甲基丙烯酸（MAA）用作Al(OH）3填充丁苯橡胶（SBR）复合材料的添加剂，结果表明，在高填充Al(OH）3的SBR中加入MAA可以较大幅度地提高其过氧化物硫化胶的力学性能。当Al(OH）3用量为150份（质量份，下同）时，随着MAA用量增加，SBR硫化胶的邵尔A型硬度和定伸应力逐渐增大，拉伸强度和撕裂强度有较大幅度的提高，当MAA用量为20份时，随着Al(OH）3用量增加，SBR硫化胶的邵尔A型硬度、定伸应力和撕裂强度逐渐增大，拉伸强度在Al(OH）3填充量为25份时最大，大量填充Al(OH）3的SBR硫化胶的阻燃性能较好，氧指数受MAA用量的影响较小，该SBR硫化胶亦具有良好的热空气老化性能。     

Fly ash particles and precipitated silica as fillers in rubbers. I. Untreated fillers in natural rubber and styrene–butadiene rubber compounds

In this study, we investigated the effects of untreated precipitated silica (PSi) and fly ash silica (FASi) as fillers on the properties of natural rubber (NR) and styrene–butadiene rubber (SBR) compounds. The cure characteristics and the final properties of the NR and SBR compounds were considered separately and comparatively with regard to the effect of the loading of the fillers, which ranged from 0 to 80 phr. In the NR system, the cure time and minimum and maximum torques of the NR compounds progressively increased at PSi loadings of 30–75 phr. A relatively low cure time and low viscosity of the NR compounds were achieved throughout the FASi loadings used. The vulcanizate properties of the FASi‐filled vulcanizates appeared to be very similar to those of the PSi‐filled vulcanizates at silica contents of 0–30 phr. Above these concentrations, the properties of the PSi‐filled vulcanizates improved, whereas those of the FASi‐filled compounds remained the same. In the SBR system, the changing trends of all of the properties of the filled SBR vulcanizates were very similar to those of the filled NR vulcanizates, except for the tensile and tear strengths. For a given rubber matrix and silica content, the discrepancies in the results between PSi and FASi were associated with filler–filler interactions, filler particle size, and the amount of nonrubber in the vulcanizates. With the effect of the FASi particles on the mechanical properties of the NR and SBR vulcanizates considered, we recommend fly ash particles as a filler in NR at silica concentrations of 0–30 phr but not in SBR systems, except when improvement in the tensile and tear properties is required. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 93: 2119–2130, 2004     

甲基丙烯酸原位改性纳米碳酸钙增强丁苯橡胶

用甲基丙烯酸(MAA)原位改性纳米碳酸钙增强丁苯橡胶(SBR),考察了过氧化二异丙苯(DCP)、纳米碳酸钙用量对SBR混炼胶硫化特性及硫化胶力学性能的影响,分析了纳米碳酸钙填料与SBR橡胶基体之间的相互作用。结果表明,适量地加入DCP和MAA原位改性纳米碳酸钙,可降低SBR混炼胶的硫化速率;当改性纳米碳酸钙用量为80份、DCP用量为1.0份时,SBR硫化胶的拉伸强度达到12.8MPa,扯断伸长率为620%;MAA可使纳米碳酸钙与SBR基体之间的作用力明显增强。     

SBR/高耐磨炭黑的共混方式对其硫化胶性能的影响

测定了高耐磨炭黑填充型粉末SBR[P(SBR/HAF)],SBR胶乳/炭黑共沉胶(ESBR/HAF)和SBR块胶/炭黑机械混炼胶(MSBR/HAF)3种不同共混方式的硫化胶的力学性能.结果发现,在炭黑填充量相同的条件下,3种硫化胶的定伸应力和拉伸强度的大小顺序为MSBR/HAF＞P(SBR/HAF)＞ESBR/HAF,撕裂强度及扯断永久变形的大小顺序为ESBR/HAF＞P(SBR/HAF)＞MSBR/HAF.拉伸断面形貌的SEM分析表明,MS-BR/HAF硫化胶以微裂纹导致基体空化,P(SBR/HAF)以既有微裂纹导致基体空化又有裂缝扩展及分支,ES-BR/HAF则以裂缝扩展及分支的方式断裂.     

纳米碳酸钙的湿法表面改性

向纳米碳酸钙悬浮液中直接加入硬脂酸钠,制得改性纳米碳酸钙粉体,确定了改性剂硬脂酸钠的最佳用量为3 g／100 g CaCO3、最佳改性时间(20-30 min)、最佳改性温度(70-80℃)。用红外光谱、扫描电镜等分析手段进行了验证,实验表明,每100 g改性纳米碳酸钙的吸油值降至35．2 g,而活化度增至90．2％,大大提高了碳酸钙的活性。     

PP/针形纳米CaCO3复合材料的力学性能

用硬脂酸皂化改性针形纳米CaCO3表面后,将其与聚丙烯(PP)共混、挤出和注塑,制成PP／CaCO3纳米复合材料。与纯PP相比,填充针形纳米CaCO3的体积分数为4.21％时,PP体系的冲击强度和断裂伸长率分别提高了49％,339％,拉伸强度下降2．7％。改性后的纳米CaCO3与PP之间的界面作用与改性前相比有所减弱,冲击断面扫描电子显微镜照片显示,针形纳米CaCO3均匀地分散在PP基体中。偏光显微照片显示,针形纳米CaCO3对PP有明显的异相成核作用。     

Influence of Particle Type and Silane Coupling Agent on Properties of Particle-Reinforced Styrene-Butadiene Rubber

Silica- and carbon-filled styrene butadiene rubber (SBR) were prepared. The influence of particle type and silane coupling agent on cure characteristics, physical and dynamic mechanical properties of particle-reinforced SBR were investigated. Minimum torque, maximum torque and tensile strength increased with increase of the filler content. The tensile strength and elongation at break were highest for presence of bis-(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (TESPT) in silica-filled vulcanizates. The dynamic mechanical properties show that tan δ at temperatures of ?20–0°C of the SiO₂/TESPT/SBR vulcanizate was highest of all. Tan δ at temperatures of 50–70°C of the SiO₂/TESPT/SBR vulcanizate was lower than carbon-filled SBR.     

环氧化天然橡胶与白炭黑及Si 69之间的反应及其对白炭黑填充溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了环氧化天然橡胶(ENR)与白炭黑及改性剂Si 69之间的反应及其对白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料中白炭黑的分散状况以及复合材料力学性能的影响。结果表明,ENR中的环氧基团开环与白炭黑发生反应,但不能开环与Si 69发生反应。由于ENR与白炭黑的反应速率较慢,导致ENR改性白炭黑在溶聚丁苯橡胶混炼胶与硫化胶中的分散状况有所不同。但是将ENR和Si 69同时加入到白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料中后,与只用Si 69改性白炭黑填充的溶聚丁苯橡胶相比,硫化胶的拉伸强度基本不变,定伸应力、硬度和撕裂强度增大,扯断伸长率和拉伸永久变形减小,这是因为加入ENR和Si 69后即存在白炭黑与ENR及白炭黑与Si 69两种反应,并且ENR中的环氧基团可以活化其相邻的双键,加速硫化,从而导致硫化胶交联密度增大的缘故。