白炭黑包覆副产炭黑复合材料的制备及性能研究

为了改善天然气制乙炔副产炭黑（简称副产炭黑）的表面性能,实现其资源化利用,在副产炭黑的表面原位复合白炭黑制得白炭黑包覆副产炭黑复合材料（简称复合材料）。采用热重分析、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射等手段对材料的性能进行表征,并研究其对丁苯橡胶的补强效果。结果表明：采用原位复合方式制备的复合材料呈规整的球形,聚集程度降低,分散性提高,粒径明显增大;吸油值较副产炭黑提高153%;与水的接触角降至38.29°,亲水性大幅提高;在副产炭黑与白炭黑复合过程中产生了结晶度较低的微晶炭;复合材料对丁苯橡胶的补强效果较副产炭黑明显提升,胶料的300%和500%定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率均提高,其中拉伸强度提高约60%。     

天然气部分氧化制乙炔副产炭黑综合利用探索

主要针对国内各行业炭黑利用状况、利用技术方式,结合生产实际情况,分析了天然气部分氧化制乙炔副产炭黑处理过程中存在的不足,探索了该工艺副产炭黑综合利用的方式及可行性,以实现炭黑资源利用的最大化。     

天然气制乙炔副产炭黑在天然橡胶中的应用研究

采用两种方式制备天然气制乙炔副产炭黑并进行性能表征,并将两种副产炭黑与炭黑N660分别添加到天然橡胶(NR)中,考察其对NR胶料性能的影响。研究表明:未压滤副产炭黑的比表面积和结构均大于压滤副产炭黑,但与炭黑N660相比仍有差距;炭黑N660和未压滤副产炭黑胶料的门尼粘度较高且相近,压滤副产炭黑胶料的门尼粘度最低;炭黑N660胶料的邵尔A型硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度最高,未压滤副产炭黑胶料其次,压滤副产炭黑胶料最低;压滤副产炭黑胶料的耐磨性能最差,压缩疲劳温升最高;两种副产炭黑对胶料均具有一定的补强作用,但与炭黑N660相比仍有一定差距;未压滤副产炭黑胶料的分散性能和动态力学性能优于压滤副产炭黑胶料。     

天然气制乙炔装置副产炭黑处理技术及探索

介绍了天然气部分氧化制乙炔装置副产炭黑的处理技术,并对其中存在的不足进行了分析,提出了环保、资源综合利用的解决办法。不仅解决了副产炭黑废水污染问题,而且可以产生可观的经济价值。     

稻壳源白炭黑/炭黑/天然橡胶复合材料的性能研究

试验研究稻壳源白炭黑/炭黑并用对天然橡胶硫化胶性能的影响。结果表明:当稻壳源白炭黑/炭黑用量比较高时,胶料的M_L较大,t_(10)较短,t_(90)较长,物理性能较差;当稻壳源白炭黑、炭黑用量较为均衡时,硫化胶的物理性能变化不大,动态力学性能较好;稻壳源白炭黑/炭黑用量比对硫化胶耐寒性能的影响不大;当稻壳源白炭黑/炭黑用量比为20/40和25/35时,硫化胶的综合性能较好。     

白炭黑/炭黑复合填充对NR性能的影响

在白炭黑和炭黑填料总量一定的情况下,研究了不同白炭黑/炭黑配比对NR性能的影响。结果表明,白炭黑用量增加,NR硫化速率下降,体系中炭黑填料网络被破坏且白炭黑-橡胶间较弱的相互作用也会对NR硫化胶力学性能产生一系列影响。DMA结果表明,加入20~25份白炭黑对提高硫化胶的抗湿滑性和降低滚动阻力最为有效。     

白炭黑/炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

研究了白炭黑分别与3种不同牌号的炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)复合材料硫化特性、力学性能、压缩生热、耐切割性能、耐磨性能、抗湿滑性能以及动态力学性能等的影响。结果表明,白炭黑与炭黑并用后,胶料的焦烧时间缩短,填料网络结构增强,生热和滚动阻力升高,力学性能提高,玻璃化转变温度降低,耐切割性能和抗湿滑性能下降;随着并用炭黑粒径的增大,胶料的焦烧时间缩短,生热和滚动阻力降低,耐磨性能和抗湿滑性能下降。     

白炭黑/炭黑配比对天然橡胶基复合材料性能的影响

以硅烷偶联剂作为白炭黑(SiO_2)的表面改性剂,以改性SiO_2/炭黑作为天然橡胶(NR)的混合填料,采用半有效硫化体系制备了NR基复合材料。研究结果表明:当m(SiO_2)∶m(炭黑)=20∶40时,硫化胶中混合填料分散均匀,并且硫化胶的撕裂强度(62 k N/m)相对最高、交联密度相对最大且佩恩效应相对较弱。     

白炭黑/炭黑复合填料对天然橡胶补强性能的研究

炭黑和白炭黑是橡胶主要的补强填料,可以显著提升橡胶的性能。虽然炭黑和白炭黑有各自的优势,但白炭黑/炭黑共用可以更好地提高天然橡胶(NR)的物理性能和动态性能。本工作用不同用量比的白炭黑/炭黑复合填料(用量50份)补强NR,考察胶料的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性能、抗裂口增长性能、生热性能和滚动阻力等。结果表明,复合填料的白炭黑用量为20份和30份时NR胶料综合性能较好。     

炭黑、白炭黑加入顺序对NR/SSBR胶料性能的影响

通过改变炭黑、白炭黑的加料顺序,探讨了炭黑/白炭黑在不同并用比下（75/25,50/50）在天然橡胶（NR）与溶聚丁苯橡胶（SSBR）共混体系中的最佳加入顺序。结果表明,炭黑、白炭黑的加入顺序并不是绝对的,炭黑/白炭黑并用比为75/25时（填料总量为45份）,先加白炭黑有利于白炭黑的分散,硫化胶物理机械性能较好,压缩生热较低,动态力学性能较好;当炭黑/白炭黑并用比为50/50时,炭黑/白炭黑一起加入得到的硫化橡胶性能较好。     

合成氨副产炭黑在橡胶制品中的应用性能改进研究

分析合成氨装置副产炭黑应用性能较差的原因,进行应用性能改进试验.试验结果表明:经过纯化、活化与粉碎、复配等步骤处理,副产炭黑灰分、加热减量、拉伸强度、扯断伸长率等指标均有不同程度的改善,可以用于中、低档橡胶制品的生产.     

原位接枝改性白炭黑/炭黑对天然橡胶/反式聚异戊二烯并用胶性能的影响

考察了原位接枝改性白炭黑(SiO_2)与炭黑(CB)并用对天然橡胶(NR)/反式聚异戊二烯(TPI)并用胶硫化特性、力学性能及动态力学性能的影响。结果表明,随着SiO_2并用比的增加,NR/TPI混炼胶的焦烧时间和正硫化时间逐渐延长,门尼黏度逐渐增大,加工流动性降低,硫化胶的拉伸强度、300%定伸应力和回弹性逐渐下降,邵尔A硬度逐渐上升;当CB/SiO_2(质量比)为40/10时,硫化胶的撕裂强度达到最大值(67.8 k N/m);当CB/SiO_2为30/20时,耐磨性能达到最佳;当CB/SiO_2为10/40时,硫化胶的2级和6级耐屈挠性能最好,分别达到5.4×10~5次与8.0×10~5次;SiO_2的加入可同时改善NR/TPI硫化胶的抗湿滑性能、滚动阻力和动态生热,当SiO_2用量为50份时,相比于CB用量为50份时,NR/TPI硫化胶的滚动阻力和动态生热分别降低23.8%和29.8%,抗湿滑性能提升8.86%。     

Si69/白炭黑/炭黑补强体系对SIBR胎面胶性能的影响

研究了偶联剂Si69／白炭黑／炭黑体系对苯乙烯／丁二烯／异戊二烯三元橡胶（SIBR）的硫化特性、物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明，Si69在SIBR胶料中的最佳用量为白炭黑用量的8％～10％；随着白炭黑用量的增加，橡胶的滚动阻力下降，白炭黑与炭黑用量在20／25（质量比）左右，橡胶的综合性能达到最佳。     

不同结构充油溶聚丁苯橡胶/炭黑/白炭黑复合材料的结构与性能

研究了炭黑/白炭黑填充的苯乙烯/乙烯基含量不同的充油溶聚丁苯橡胶(HPR 757 D和Buna VSL 5025-2 HM)的物理机械性能及动态力学性能,观察了填料在硫化胶中的微观分布情况。结果表明,炭黑与白炭黑相互镶嵌地分布在橡胶基质中,形成交织的填料网络。高苯乙烯基含量的HPR 757 D的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性能优异,滚动阻力较小,填料与橡胶间的结合力强,填料的分散性较好。用白炭黑等量取代炭黑可以提高胶料的拉伸强度,降低其动态压缩温升。但炭黑/白炭黑的最佳配比与橡胶基质的分子结构有关,主链双键含量越高,白炭黑的用量也随之增多。     

石墨烯气凝胶/白炭黑/丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法和冷冻干燥法制备的石墨烯气凝胶(GA)与白炭黑复合制得白炭黑/GA复合填料(s-GA),通过机械共混法制备s-GA/白炭黑/丁苯橡胶(SBR)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:在GA中填充白炭黑,可有效减少石墨烯片层的团聚,s-GA/白炭黑/SBR复合材料的t90缩短,抗湿滑性能提高;当s-GA中GA/白炭黑用量比为1/5时,s-GA/白炭黑/SBR复合材料的拉伸强度和拉断伸长率最大;随着s-GA中白炭黑用量的增大,s-GA/白炭黑/SBR复合材料的耐磨性能提高。     

顺丁橡胶和白炭黑对炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响

试验研究顺丁橡胶(BR)和白炭黑对炭黑/天然橡胶(NR)复合材料性能的影响。结果表明:与炭黑/NR复合材料相比,炭黑/NR/BR胶料的焦烧时间略有缩短,交联程度增大,硫化胶的300%定伸应力增大,压缩生热降低,抗切割性能下降,耐磨性能提高,滚动阻力减小;炭黑/白炭黑/NR胶料的交联程度减小,硫化胶的拉断伸长率和撕裂强度明显增大,压缩生热略有升高,抗切割性能和耐磨性能提高,滚动阻力增大(须通过加入偶联剂予以改善)。     

白炭黑/炭黑并用对SIBR胎面胶性能的影响

采用动态力学谱(DMTA)等方法研究白炭黑／炭黑并用体系对SIBR胎面胶滚动阻力、抗湿滑性和耐磨性的影响。结果表明，随着并用体系中白炭黑用量增大，滚动阻力下降，抗湿滑性能提高，耐磨性能基本不变；采用高分散白炭黑和硅烷偶联剂填料体系的胶料实现了滚动阻力、抗湿滑性和耐磨性三者较高水平的平衡。     

PA11/白炭黑纳米复合材料的制备及性能研究

以11-氨基十一酸和湿态白炭黑为原料,通过原位聚合的方法制备了尼龙11/白炭黑纳米复合材料,并用红外光谱仪和扫描电子显微镜等研究了纳米复合材料的形态结构、力学性能和阻隔性能。结果显示,当白炭黑含量增加时,拉伸强度和弯曲强度先显增大趋势;当白炭黑质量分数达到8%时,拉伸、弯曲强度达到最大值;之后,拉伸、弯曲强度开始减小。断裂伸长率则一直减小,无明显变化。尼龙11及其纳米复合材料的常温冲击强度也随着白炭黑含量的增加逐渐降低。此外,白炭黑的加入极大地提高了复合材料的阻隔性能。     

渣油气化副产炭黑在橡胶制品中的应用

研究了德士古工艺渣油气化副产炭黑的基本性质,并进行了老化性能试验,提出了在橡胶中使用副产炭黑时的配方调整原则：硫化促进剂的用量为０７～１３份,配用树脂类增塑剂２～８份,副产炭黑可单独添加,也可与其它种类炭黑并用,用量以２０～３５份为宜。副产炭黑在橡胶制品中的应用试验表明,该种炭黑可替代半补强炭黑应用于垫带、胶板、胶管等中、低档橡胶制品中,且制品的各项性能指标达到国家标准及相关行业标准要求。