高耐磨炭黑填充型粉末SBR研究—I．粉末化条件与粒径分布

用SBR胶乳、高耐磨炭黑为原料，高分子树脂为炭黑表面改性剂兼包覆剂，以凝聚共沉法制备了炭黑填充型粉末SBR；研究了粉末化条件对产物粒径分布的影响因素。结果发现，由SBR胶乳、改性炭黑和Tg为35℃的包覆剂构成的粉末化体系在85℃处理1h可形成无接触污染性的、粒径小于0.9mm的炭黑填充型粉末SBR。SEM分析表明，炭黑粒子被包埋在SBR基体中，无游离炭黑存在。     

高耐磨炭黑填充型粉末NR研究(I) 粉末化条件与粒径分布

以天然橡胶(NR)胶乳为原料，高耐磨炭黑(N330)为填充补强剂，高分子合成树脂为包覆剂，以凝聚共沉法制备高耐磨炭黑填充型粉末天然橡胶[P(NR／N330)]；研究了粉末化条件对产物粒径分布的影响因素，结果发现，由NR胶乳、改性炭黑和玻璃化温度(0g)为35～128℃的包覆剂构成的粉末化体系在85℃处理1h可形成无接触污染性的、粒径小于0．9mm的P(NR／N330)。     

高耐磨炭黑填充型粉末NR研究(Ⅱ)粒子形貌与成粉机理分析

在用凝聚共沉法制备高耐磨炭黑填充型粉末天然橡胶[P（NR／N330）]的基础上，用SEM研究了无接触污染性和有接触污染性的P（NR／N330）粒子的表面形貌，提出了用凝聚共沉法制备填充型粉末天然橡胶的成粉机理，指出选用时炭黑具有优良乳化作用的分散荆和合成具有优良成膜性的包覆荆，是制备无接触污染性的P（NR／N330）的技术关键。     

高耐磨炭黑填充型粉末SBR研究Ⅱ.硫化胶的物理机械性能

研究了高耐磨炭黑(N330)填充型粉末丁苯橡胶[P(SBR／N330)]硫化胶的物理机械性能。结果发现。炭黑乳化剂的用量、炭黑改性剂和包覆剂的用量及玻璃化转变温度对P(SBR／N330)硫化胶的物理机械性能的影响比较明显。在适宜的粉末化条件下制备的P(SBR／N330)，其硫化胶的物理机械性能与块状SBR／N330通过机械混炼得到的硫化胶的物理机械性能处于相同水平。P(SBR／N330)硫化胶拉伸断面形貌的SEM分析表明，包覆剂在用量为5份时形成的粒子与SBR基体结合紧密，在用量为15份时形成的粒子较易剥离。     

高耐磨炭黑填充型粉末SBR研究Ⅲ.硫化胶的热空气老化性能

研究了高耐磨炭黑(N330)填充型粉末丁苯橡胶犤P(SBR/N330)犦硫化胶在100℃×48h及72h条件下的热空气老化性能,并与块状SBR/N330机械混炼胶的硫化胶进行了对比。采用RPA2000型橡胶加工性能分析仪测定了硫化胶的损耗因子(tanδ)。结果表明,包覆剂可使P(SBR/N330)硫化胶老化后的拉伸强度和扯断伸长率具有较高的保持率,并提高了硫化胶的压缩疲劳温升及tanδ,但硫化胶的耐磨性能和耐压缩永久变形性能下降。随着包覆剂含量的增加,硫化胶上述性能的变化趋势增强。当包覆剂为5质量份时,老化前后P(SBR/N330)硫化胶的耐屈挠疲劳性能较强。     

稀土掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶(Ⅰ)制备与粒径分布

利用稀土(Ln)可与有机高分子化合物发生作用的性质,用稀土盐和炭黑以液相化学沉积法制备了稀土化合物掺杂炭黑(HAF-Ln),以增加发黑粒子的表面活性,并将其与天然胶乳(NRL)共混,采用凝聚共沉法制备稀土掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶[P(NR/HAF-Ln)].透射电镜(TEM)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)、等离子发射光谱(ICP)分析表明.稀土可全部沉积到炭黑粒子表面;稀土可有效减少炭黑粒子的团聚,促进炭黑在水中的稳定分散.稀土的加入可提高NR胶乳与乳化炭黑构成的粉末体系的成粉率.     

半补强炭黑填充型粉末氯丁橡胶(Ⅰ)粒径分布

采用均匀试验设计的方法研究了三个主要因子(炭黑、炭黑分散剂、包覆剂)对半补强炭黑(SRF，N765)填充型硫调节型粉末氯丁橡胶[P(CR／SRF)]产物粒径分布和产物的接触污染性的影响，建立了这些性能与上述变量之间的函数关系模型，并进行了验证。研究表明，增加炭黑用量和炭黑分散剂用量有利于减小产物粒子的平均粒径；而产物的接触污染性随炭黑分散剂用量和包覆剂用量的增加而降低。验证结果表明，所提出的模型可以很好地表征产物特性与三个变量之间的关系。SEM分析表明，P(CR／SRF)粒子表面和内部尚存在部分未被包覆的游离炭黑粒子是造成接触污染性的主要原因。     

稀土掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶（I）制备与粒径分布

利用稀土（Ln）可与有机高分子化合物发生作用的性质。用稀土盐和炭黑以液相化学沉积法制备了稀土化合物掺杂炭黑（HAF—Ln）,以增加炭黑粒子的表面活性,并将其与天然胶乳（NRL）共混,采用凝聚共沉法制备稀土掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶[P（NR／HAF—Ln）]。透射电镜（TEM）、傅立叶转换红外光谱（FTIR）、等离子发射光谱（ICP）分析表明,稀土可全部沉积到炭黑粒子表面;稀土可有效减少炭黑粒子的团聚,促进炭黑在水中的稳定分散。稀土的加入可提高NR胶乳与乳化炭黑构成的粉末体系的成粉率。     

稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末NR研究I.硫化胶的物理机械性能

以天然胶(NR)乳为原料,稀土化合物改性高耐磨炭黑N330(N330-Re)为填充隔离剂,用凝聚共沉法制备了稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末NR[P(NR/N330-Re)],研究了炭黑乳化剂用量、粉末化温度、硫磺用量、稀土元素的种类及用量、过渡金属Zn的用量、N330-Re的用量等因素对其硫化胶物理机械性能的影响.结果表明,所选用的稀土化合物对高耐磨炭黑N330具有优良的改性效果,从而对P(NR/N330-Re)硫化胶有显著的补强作用,其中以Sm2O3与La2O3改性效果最佳.     

高耐磨炭黑填充型粉末NR研究(Ⅲ)硫化胶的物理机械性能

研究了高耐磨炭黑(N330)填充型粉末天然橡胶[P(NR/N330)]硫化胶的物理机械性能.结果发现炭黑乳化剂、炭黑、操作油和包覆剂的用量及玻璃化转变温度对P(NR/N330)硫化胶的物理机械性能的影响比较明显.在适宜的粉末化条件下制备的P(NR/N330),其硫化胶的物理机械性能优于天然胶乳与炭黑的简单共沉胶(ENR/N330),而300%定伸应力则低于块状NR/N330机械混炼胶(MNR/N330).P(NR/N330)硫化胶拉伸断面形貌的SEM分析表明,包覆剂在用量为15份时,与NR基体形成互锁结构;DSC分析表明,二者部分相容,因此硫化胶具有较好的物理机械性能.     

纳米碳酸钙填充型粉末丁苯橡胶的制备

以丁苯胶乳和纳米碳酸钙浆料(总固物质量分数均为10%)为原料,以硬脂酸钠与凝聚剂CaCl2反应生成的硬脂酸钙为隔离剂,采用凝聚共沉法制备了纳米碳酸钙填充型粉末丁苯橡胶[P(SBR/CaCO3)],考察了P(SBR/CaCO3)粒径的影响因素,并研究了纳米碳酸钙在SBR中的分散状况。结果表明,在硬脂酸钠为4份、纳米碳酸钙为100份,分散剂/纳米碳酸钙(质量比)为0.04、凝聚搅拌速率为400 r/min、凝聚剂滴加速率为4.5 mL/min的条件下,制得P(SBR/CaCO3)中的纳米碳酸钙在基体中分散均匀,且粒径基本约为50 nm。     

稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末NR研究——Ⅰ．硫化胶的物理机械性能

以天然胶(NR)乳为原料，稀土化合物改性高耐磨炭黑N330(N330-Re)为填充隔离剂，用凝聚共沉法制备了稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末NR[P(NR／N330-Re)]，研究了炭黑乳化剂用量、粉末化温度、硫磺用量、稀土元素的种类及用量、过渡金属Zn的用量、N330-Re的用量等因素对其硫化胶物理机械性能的影响。结果表明，所选用的稀土化合物对高耐磨炭黑N330具有优良的改性效果，从而对P(NR／N330-Re)硫化胶有显著的补强作用，其中以Sm2O3与La2O3改性效果最佳。     

填充型粉末丁苯橡胶的开发

确定了超细碳酸钙填充型粉末丁苯橡胶（PSBR）的制备工艺，研究了影响凝聚粉末化效果的因素，结果表明，影响粉末化效果的主要因素是包覆剂用量、凝聚条件、搅拌转速，次要因素是凝聚温度、干燥方式。适宜的粉末化条件是包覆剂用量为10份，将凝聚剂加入m(胶）：m(水）=8.5:100的凝聚体系中，搅拌转速为400-500r/min(3L凝聚釜），凝聚温度不小于40℃，湿粉采用闪蒸干燥方式干燥。     

混炼条件对HAF填充型粉末SBR混炼性能的影响

采用Brabender转矩流变仪研究高耐磨炭黑 (HAF)填充型粉末SBR [P(SBR/HAF) ]和块状SBR (SBR/HAF)在较宽的混炼条件范围内 (转速 40～ 80r·min- 1 ,循环油温 5 0～ 10 0℃ )于密炼机中混炼的流变特性 ,讨论了混炼条件对胶料混炼流变性能的影响。结果表明 ,在试验的转子转速和循环油温范围内 ,P(SBR/HAF)比SBR/HAF表现出较高的表观剪切粘度 ,其对混炼时间的依赖性为SBR/HAF的 5 0 %～ 70 % ,但两者对转子转速和循环油温的敏感性相近     

粉末化条件对PCR-244粒径分布的影响

以高分子树脂乳液为包覆剂，以粘接型氯丁橡胶CR-244胶乳为主要原料，以凝聚包覆法进行粘接型粉末氯丁橡胶(PCR-244)的制备研究。考察粉末化条件对PCR-244颗粒大小及其分布的影响。研究表明，适宜的粉末化工艺务件为：温度80～90℃，pH值11，PER-244质量分数为15％～20％，凝聚剂以氯化钙水溶液为佳、其用量为2～4份；凝聚方式以正凝聚法为佳。在上述工艺条件下可得到粒径小于0．9mm、产物的成粉率在99％以上、粒径均一、流动性好的PCR-244。     

炭黑填充型粉末NBR的制备与性能研究

采用高分子树脂包覆剂制备炭黑N330填充型粉末NBR[P（NBR／N330）3，并对其性能进行研究。结果表明，随着分散剂和包覆剂用量的增大，P（NBR／N330）粒子的粒径减小；当分散剂用量为10份、包覆剂用量为6份、炭黑N330用量为60份时，P（NBR／N330）硫化胶的综合物理性能优异，并接近块状NBR的水平。     

高岭土填充型粉末丁苯橡胶的制备与性能的研究

以SBR胶乳为原料，经表面改性的高岭土（MO）为填料，高分子树脂为包覆剂，以凝聚共沉法研制高岭土填充型粉末SBR[P(SBR/MO)]。研究了影响产物粒径及硫化胶力学性能的因素，并与块状SBR／MO1机械混炼胶料硫化胶的力学性能进行比较。结果表明：当高岭土用量≥100质量份、包覆剂用量≥5质量份时，可获得粒径≤0.9mm的P（SBR／MO1）达100％；当高岭土的用量为100质量份及其表面改性剂用量的4质量份、Tg为18℃的包覆剂的用量为5质量份时，所获得的P（SBR／MO1）硫化胶力学性能最好。     

逆凝聚包覆法制备硫黄调节型粉末氯丁橡胶 Ⅰ.粒径分布

采用逆凝聚包覆法制备硫黄调节型粉末氯丁橡胶(PCR)并考察加料方式、搅拌转速和胶乳加人流速对产物粒径分布的影响。建立氯丁胶乳的逆凝聚粉末化模型并采用均匀试验设计的方法对该模型进行了验证。验证结果表明，该模型可以有效地模拟PCR的逆凝聚包覆氯丁胶乳的粉末化过程。PCR产物中粒径1～3mm的中等粒子的质量分数仅与搅拌转速有关，表明湍流爆裂是产生中等粒子的主要原因，而带状拉伸则是产生较粗颗粒和细小粒子的主要原因。扫描电子显微镜观察发现，采用逆凝聚包覆法制备的PCR粒子为单颗连续粒子，即产物粒子由单颗胶乳液滴凝聚而成。     

炭黑N330填充型粉末NR密炼机塑炼工艺的研究

采用Brabender转矩流变仪研究炭黑N330填充型粉末NR[P（NR/N330）]的密炼机塑炼工艺特性。结果表明,P（NR/N330）的塑炼温度低于块状NR；P（NR/N330）适宜的塑炼工艺条件为：温度90℃,转子转速70r·min^-1,时间5min。     

炭黑填充型粉末天然橡胶的密炼机塑炼特性研究

采用实验室微型密炼机（Brabender转矩流变仪）研究了炭黑填充型粉末天然橡胶[P（NR/HAF）]的密炼机塑炼/混炼性能,即塑炼时间、塑炼温度和转速等基本工艺参数对胶料门尼粘度的影响。与传统的块状天然橡胶/炭黑（NR/HAF）的密炼机混炼相比,P（NR/HAF）在密炼机混炼时具有较高的混炼温升和较快的升温速率,使得胶料在较高的温度下被塑炼,从而表现出与传统的NR/HAF不同的密炼机混炼特性,其最佳塑炼温度有所降低。通过逐步回归分析建立的“门尼粘度-塑炼条件”模型可以较好地拟合和预测不同塑炼条件下P（NR/HAF）密炼机塑炼后胶料的门尼粘度。