丁苯橡胶/高岭土复合材料的性能及补强机理

将经过有机改性的高岭土填充到丁苯橡胶(SBR)基体中,利用熔融共混法制备了一系列SBR/高岭土复合材料,对填充SBR复合材料的硫化性能、力学性能和微观结构进行了表征分析。结果显示,改性高岭土填料可以明显改善SBR复合材料的硫化加工性能和力学性能,其中M-6改性剂(巯基硅烷偶联剂)的改性效果最好。随着高岭土粒度的降低,SBR复合材料的焦烧时间(t10)和正硫化时间(t90)逐渐缩短,拉伸强度和定伸模量不断提高;随着高岭土填充份数的增加,SBR复合材料的t10和t90逐渐降低,力学性能不断改善,当填充份数为80 phr时,t10和t90达到最小值,而拉伸强度达到19.62 MPa,撕裂强度达到40.63 kN/m,300%定伸应力达到6.73 MPa,相对纯SBR分别增大了11.70倍、3.79倍和6.73倍。通过对丁苯橡胶/高岭土复合材料微观结构的表征分析,高岭土以片状结构均匀分散在橡胶基体中,初步解释了高岭土填料对丁苯橡胶的补强机理。     

改性淀粉/丁苯橡胶复合材料的制备及性能研究

采用固相法制备了玉米淀粉接枝马来酸酐(MAH)和苯乙烯(St)的共聚物Starch-g-MAH-St(SMS)。采用机械共混法制备了接枝改性淀粉/丁苯橡胶(SMS/SBR)复合材料,研究了复合材料的力学性能、热空气老化性能、动态力学性能以及微观形态。结果表明,SMS/SBR复合材料的力学性能优于未改性淀粉/SBR复合材料和纯SBR。当苯乙烯和MAH单体用量都为原淀粉质量的10 %且SMS的用量为20 g/100 g SBR时,SMS/SBR复合材料的力学性能最佳。经100℃ 热空气老化48 h后,复合材料的拉伸强度仍可达10 MPa。与纯 SBR硫化胶相比,SMS/SBR复合材料的玻璃化转变温度(T_g)降低。微观形态分析显示,淀粉经改性后粒子尺寸减小,在SBR 中的分散性得到了改善,与SBR基体的相容性得到了提高。      

废印刷电路板非金属粉增强及磨碎玻璃纤维增强聚丙烯力学性能

分别用废印刷电路板(PCB)非金属粉、磨碎玻璃纤维作为增强材料,采用熔融共混方法制备了聚丙烯(PP)基复合材料,并通过其力学性能试验和缺口冲击断面、废PCB非金属粉、磨碎玻璃纤维的形貌观察,分析研究了两种增强材料及表面改性对复合材料力学性能的影响。实验结果表明：废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能得到了明显提高,其中拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量最大增幅分别为28%、41%、86%和133%;废PCB非金属粉与磨碎玻璃纤维都能作为PP增强填料,但其韧性降低;表面改性对废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能的影响不大,但是对磨碎玻璃纤维/PP复合材料力学性能的影响大;废 PCB非金属粉/PP复合材料综合力学性能高于磨碎玻璃纤维/PP复合材料,可代替磨碎玻璃纤维作为PP基复合材料的增强填料,不仅可以减少环境污染,实现资源再利用,而且大大降低复合材料成本。     

表面处理对PVC/稻壳复合材料吸湿性能影响研究

研究了硅烷偶联剂与酚醛树脂改性稻壳粉及填充PVC后对复合材料吸湿性能、力学性能影响.结果表明:用硅烷偶联剂与酚醛树脂复合改性的PVC/稻壳粉体系吸湿量、吸湿后的膨胀率低于单一的硅处理及未处理的复合材料,同时复合改性的PVC/稻壳粉体系力学性能明显优于其它复合材料.     

聚丙烯/改性煤系高岭土复合材料的制备与性能

煤系高岭土经过硅烷偶联剂表面改性后,与聚丙烯(PP)树脂熔融共混制备出聚丙烯/改性煤系高岭土复合材料。通过X射线衍射、红外光谱、力学性能和扫描电镜分析,研究了改性煤系高岭土的填充量对复合材料力学性能的影响。结果表明,利用硅烷偶联剂可以实现煤系高岭土的表面改性。改性煤系高岭土填充量为3%时,复合材料具有最佳的冲击韧性。填充量为5%时,复合材料的断裂伸长率达到最大值。随着改性煤系高岭土填充量的增加,复合材料的弯曲强度和弯曲模量逐渐增大,填充量为10%时,二者比纯PP分别提高14.5%和27.5%。     

聚丙烯／氢氧化铝复合体系界面作用的XPS研究

本文对氢氧化铝填充的聚丙烯复合材料进行了研究,实验表明,氢氧化铝/KH-792偶联剂/丙烯酸接枝聚丙烯/聚丙烯复合体系中的各项力学性能最佳,在填充60％的氢氧化铝时,仍可保持较好的力学性能。用X射线光电子能谱(XPS或ESCA)对该体系进行了研究,结果证实,各组分之间能发生化学键作用,相互之间能通过化学键连为一体,因而力学性能可保持最优。     

废PCB粉增强改性聚乙烯基木塑复合材料

通过裂解色谱-质谱、X射线荧光分析分析了废印刷电路板非金属粉末(简称废PCB粉)的基本性质,并研究了废PCB粉对废聚乙烯基木塑复合材料的增强改性效果。结果表明,废PCB粉中含有约33.99%的溴化环氧树脂、约61.26%的短玻璃纤维以及约1.29%的铜。适量的废PCB粉对聚乙烯基木塑复合材料的改性效果十分突出,当用20%的PCB粉取代木粉时,可明显改善木塑复合材料的热稳定性、加工性能及力学性能,在拉伸强度、弯曲性能基本保持不变的前提下,复合材料的冲击强度提高了31.5%。     

湿法球磨改性无烟煤对丁苯橡胶复合材料性能的影响

采用正交试验方法研究了无烟煤的湿法球磨改性,并将改性煤填充丁苯橡胶(SBR)制备了复合材料。无烟煤球磨改性最佳改性条件为:转速550r/min,时闰6h,球配比3:1,球料比6:1,改性剂用量1.5%。硅烷偶联剂在球磨改性过程中对无烟煤片层结构的解理有促进作用。改性无烟煤填充的丁苯橡胶复合材料的物理机械性能指标和交联密度都较纯丁苯橡胶有很大的提高,改性煤粉有较好的补强的作用。     

叶蜡石基改性复合粉体部分替代N330对SBR/N330纳米复合材料性能的影响

利用工业化生产中通用的橡胶混炼工艺制备了丁苯橡胶(SBR)/N330/叶蜡石基改性复合纳米粉体(PBMCN)纳米复合材料.对改性的叶蜡石基复合纳米粉体在SBR/N330/PBMCN纳米复合材料中的分散性能及对SBR/N330/PBMCN体系纳米复合材料的力学和硫化性能的影响进行了研究.结果表明,PBMCN在SBR/N330/PBMCN复合材料中的分散效果良好.PBMCN取代N330 20%(质量分数)时,SBR/N330/PBMCN复合材料的拉伸强度、拉断伸长率及硫化性能都得到了改善.分析讨论了PBMCN在SBR/N330/PBMCN复合材料中的补强机理.     

改性氮化铝对有机硅树脂导热性能的影响

为了进一步提高氮化铝(AlN)填充有机硅树脂的导热能力,采用丁二酸(Sa)和硅烷偶联剂KH-570共同对AlN表面进行处理,并填充到甲基含氢硅油交联的甲基乙烯基硅油树脂(SR)中,制得氮化铝-丁二酸/有机硅复合材料(SR/Sa-AlN)。研究结果表明,Sa的加入有助于AlN的表面改性,提高复合材料的导热能力;粒径为2.0μm改性的SR/Sa-AlN有机硅复合材料的效果最好,采用粒径为2.0μm的改性SR/Sa-AlN与碳化硅(SiC)(粒径40nm)复配,配合比为60∶40条件下,制得的有机硅树脂基导热复合材料(SR/Sa-AlN/SiC)的导热系数为1.285W/(m·℃),达到了工业对导热胶的应用要求。     

碳酸钙的偶联剂改性及对SBS力学性能的影响

为进一步改善超细CaCO3的表面活性,利用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH-550)对超细CaCO3进行表面改性,采用密炼工艺制备了超细CaCO3/热塑性丁苯橡胶(SBS)复合材料.通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、接触角测定仪(CAMI)和粒径分析等研究了改性前后超细CaCO3的结构变化,采用橡胶加工分析仪(RPA)和扫描电子显微镜(SEM)等对改性前后超细CaCO3的复合材料的力学性能和微观形貌进行了测试分析.结果表明:硅烷偶联剂KH-550与超细CaCO3粉体间能形成化学结合,修饰后的超细Ca-CO3能有效阻止颗粒间团聚,并均匀分散在橡胶胶体中,与胶体间形成物理和化学交联结构;改性后超细Ca-CO3在SBS体系中能形成网状结构,材料力学性能明显提高;当活化超细CaCO3的质量分数为20%时,能获得性能优异的复合材料.     

纳米氮化硅的表面修饰及分散稳定性研究

用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米氮化硅(Si_3N_4)粒子进行表面修饰,采用开炼混合和硫化工艺制得Si_3N_4/丁苯橡胶(SBR)纳米复合体系,通过红外光谱(FT-IR)、接触角仪、透射电镜(TEM)和橡胶加工分析仪(RPA)对改性前后纳米Si_3N_4粒子及纳米Si_3N_4/SBR复合体系在有机体系中的分散稳定性和力学性能进行分析。结果表明:KH-570分子链成功接枝在纳米Si_3N_4表面并急剧降低了纳米粒子的表面能,有效阻止纳米颗粒团聚,提高了纳米粒子在有机体系中的分散稳定性,改善了纳米复合材料的界面粘结,增强了复合材料的力学性能。制得的改性纳米Si_3N_4/SBR表面能为35.521J/m~2,比未改性纳米Si_3N_4的表面憎水性提高了3倍以上,储能模量达到600kPa,有效提高了纳米Si_3N_4/SBR复合材料的性能。     

干法球磨改性无烟煤及其对丁苯橡胶的补强特性研究

使用氨基、乙烯基、环氧基和巯基4种类型硅烷偶联剂对无烟煤进行干法球磨改性,将改性无烟煤填充丁苯橡胶中制备煤基/丁苯橡胶复合材料。结果表明,硅烷偶联剂分子与煤颗粒表面发生了一定的相互作用,改善了煤的表面性能,煤基/丁苯橡胶复合材料的力学性能得到很大的提高,有较好的补强的作用。当填充质量为50份时,巯基类型硅烷偶联剂改性无烟煤对复合材料的拉伸强度和撕裂强度较纯丁苯橡胶分别从1.66和13.24MPa提高到7.45和25.27MPa。     

改性累托石粉体的制备及其填充橡胶复合材料的结构与性能

利用喷雾干燥法制备了硅烷偶联剂KH550改性的累托石粉体, 考察了喷嘴进口温度对制备的累托石粉体表面性质、结构及形貌的影响。将累托石粉体分别加入到丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)中, 通过熔融共混法制备了改性累托石/橡胶复合材料, 研究了累托石在橡胶基体中的分散状态及其对基体的增强效果。结果表明: 随着进气温度的提高, 与累托石复合的KH550的量也随之增加; KH550分子插层进入累托石层间, 阻碍了片层的再聚集, 片层堆砌更加无序蓬松; 改性累托石在SBR中出现了局部团聚现象, 在NBR中分散较均匀, 而在NR中分散状态最好; 与相应的纯橡胶相比, 改性累托石填充的SBR和NBR基复合材料的各项力学性能均有所提高, 而其填充的NR基复合材料的定伸应力提高, 拉伸强度和撕裂强度基本不变, 断裂伸长率有所下降。     

废丁苯胶乳/废聚酯纤维高强高模复合材料的制备与性能

采用液相高剪切混合、共沉预处理技术改善纤维在橡胶基体中的分散及其界面结合,制备了废丁苯胶乳/废聚酯纤维高强高模复合材料,并系统研究了复合材料的硫化特性、力学性能、动态力学性能和断面微观形貌。结果表明,当纤维的质量分数为60%时,复合材料具有最佳的力学性能,其拉伸强度为23.2 MPa,而未填充纤维的硫化胶强度仅为9.3MPa;同时,室温下材料的储能模量提高了约19倍。     

改性微晶纤维素/线性低密度聚乙烯复合材料的流变性能

采用硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对微晶纤维素(MCC)进行改性,通过熔融共混法制备了改性MCC/LLDPE复合材料,并对复合材料的流变行为和动态力学性能进行了研究。动态流变测试结果表明,所有复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度随着MCC含量的增加而增加,而受温度的影响变化不大。稳态流变结果表明,MCC/LLDPE复合材料熔体均为假塑性流体,在高剪切速率下复合材料较纯LLDPE有着更低的剪切黏度。动态力学分析结果表明,MCC的加入大大提高了复合材料的刚性。     

不同改性白炭黑增强天然橡胶复合材料的性能研究

采用不同硅烷偶联剂(Si69、KH560和NXT)对白炭黑进行改性处理来提高SiO_2/天然橡胶(SiO_2/NR)复合材料的性能。通过力学性能、结合胶含量、硫化性能和扫描电镜检测来分析不同改性白炭黑填充复合材料的影响。结果表明:白炭黑的改性处理改善了复合材料的强度、定伸应力等性能,提高了复合材料的结合胶含量;缩短了复合材料的硫化时间,降低了最小转矩,使混炼胶的流动性提高,减轻了填料网络结构;偶联剂的加入改善白炭黑与橡胶的相容性,使白炭黑分散均匀,从而提高了复合材料的性能。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响EI北大核心CSCD

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

SSBR分子结构对硫化胶阻尼性能的影响

研究了溶聚丁苯橡胶(SSBR)的苯乙烯含量、1,2-聚丁二烯含量对硫化胶的硫化特性、力学性能以及阻尼性能的影响。结果表明,1,2-聚丁二烯含量增加,正硫时间t_(90)增大、最大扭矩M_H减小,结合苯乙烯含量增加,t_(90)减小、M_H也减小;生胶的化学结构和交联密度都会对硫化胶的力学性能产生显著影响;分子结构差异大的两种生胶并用,能够有效拓宽硫化胶的阻尼温域,当25%与50%两种苯乙烯含量的丁苯橡胶共混质量比为8∶2时,阻尼效果最佳,tabδ≥0.3时温域超过37℃。     

机械共混法制备改性氧化石墨烯/天然橡胶复合材料及性能表征

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用硅烷偶联剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对氧化石墨烯进行改性,得到改性氧化石墨烯(MGO),并用红外光谱、X射线衍射仪和扫描电镜对其进行表征分析。用机械共混的方法制备MGO/天然橡胶(NR)复合材料,研究了MGO/NR复合橡胶的力学性能、动态性能以及动态生热性能,并与GO/NR复合材料性能对比。结果表明,经KH-550改性后的氧化石墨烯能有效地去除部分亲水基团,改善其在天然橡胶中的分散性。随着MGO用量的增加,复合材料的力学性能有所提高,损耗因子和动态温升均有所提高,Payne效应增大。