目前使用二氧化硅增強天然橡膠制備綠色輪胎已經(jīng)成為橡膠研究的主流,但是對于二氧化硅/天然橡膠復(fù)合材料的生熱性能的研究還很少。低生熱橡膠對于負(fù)重輪胎是十分重要的,不僅可以減少使用過程中輪胎的發(fā)熱問題,避免出現(xiàn)危險,而且還可以提高使用壽命。同時為了彌補二氧化硅/天然橡膠復(fù)合材料力學(xué)性能的不足,選擇力學(xué)性能優(yōu)異的氧化石墨烯與二氧化硅復(fù)配增強天然橡膠。主要內(nèi)容如下:（1）通過使用十二醇和硅烷偶聯(lián)劑KH-592共同改性二氧化硅粒子,以其填充天然橡膠制備低生熱二氧化硅/天然橡膠復(fù)合材料,系統(tǒng)的研究了填料-填料和填料-橡膠基體之間相互作用的強弱對橡膠復(fù)合材料壓縮生熱性能的影響。兩種改性劑功效不同,十二醇接枝到二氧化硅表面,主要起屏蔽羥基的作用,從而減弱二氧化硅粒子自身的團聚作用,提高其分散性。硅烷偶聯(lián)劑KH-592因為含有巰基,所以可以使二氧化硅與天然橡膠分子鏈之間形成共價連接,從而增強填料-橡膠基體之間的相互作用。結(jié)果表明,D6K4-C（十二醇用量和KH-592用量分別為待改性二氧化硅質(zhì)量的6%和4%）這組硫化膠具有最弱的佩恩效應(yīng)以及最多的結(jié)合膠含量,而且其生熱性能最低,達到11.3℃。這說明弱的填... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

天然橡膠分子鏈結(jié)構(gòu)

中北大學(xué)碩士學(xué)位論文91.4.2二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的立體結(jié)構(gòu)是以Si為核心，O為頂點，呈無序排列的硅氧四面體。白炭黑表面含有大量羥基，通常分為自由羥基、雙生羥基、連生羥基三種，結(jié)構(gòu)如下：圖1-2二氧化硅表面羥基示意圖[49]Figure.1-2Schematicdiagramofhydroxylgroupsonthesurfaceofsilica沉淀白炭黑的粒徑為10-40nm，具有較高的表面能，宏觀上看到的二氧化硅多為聚集體，為了能夠有效增強橡膠材料，必須對二氧化硅進行表面改性。二氧化硅表面的活性羥基可以與多種官能團進行物理吸附和化學(xué)連接，為改性二氧化硅提供了條件。1.4.3二氧化硅的增強機理二氧化硅作為一種無機粒子增強橡膠會使橡膠復(fù)合材料具有許多優(yōu)異的性能，但是因為其表面羥基的作用，在橡膠基體中的分散性不高，導(dǎo)致增強效果差。為了提高增強效率，一般需要對二氧化硅進行表面處理。常用于二氧化硅表面處理的改性劑有硅烷偶聯(lián)劑和一些表面活性劑[50,51]。經(jīng)過改性后的二氧化硅粒子，表面羥基含量大幅下降，粒子之間的團聚減少，在橡膠材料內(nèi)部分散性提高，增大了硫化膠的交聯(lián)密度，提高了二氧化硅/橡膠復(fù)合材料的綜合性能。更有一些硅烷偶聯(lián)劑不僅可以提高二氧化硅粒子的分散性還可以在二氧化硅和橡膠分子鏈之間形成共價連接，形成橋連結(jié)構(gòu)，使橡膠復(fù)合材料的動態(tài)性能提高，改善二氧化硅/橡膠復(fù)合材料的滾動阻力、抗?jié)窕院蜕鸁嵝阅�。改性二氧化�?橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能也會有一定的提升，當(dāng)復(fù)合材料受到外部作用力時，力會沿著緊密纏繞在二氧化硅粒子表面的橡膠鏈傳遞到二氧化硅內(nèi)部，因為二氧化硅是無機粒子，能夠承擔(dān)較大的作用力，從而起到增強效果。綜上所述，二氧化硅增

中北大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖1-3幾種結(jié)合膠模型[56]Figure.1-3Severalboundrubbermodels目前已經(jīng)有許多研究者針對二氧化硅補強橡膠做了大量的研究。歐陽星等人將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560）接枝到二氧化硅表面，然后使用KH-560改性后的二氧化硅增強天然橡膠，研究二氧化硅的分散性對增強效率的影響[57]。研究表明，硅烷偶聯(lián)劑KH-560的用量為二氧化硅質(zhì)量的20%時，改性二氧化硅/天然橡膠復(fù)合材料的各項性能達到最佳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于未改性二氧化硅/天然橡膠復(fù)合材料的性能。顏和祥等人[58]合成了一種特殊的改性劑SilaneN，是一種含有巰基的硅烷偶聯(lián)劑。使用SilaneN改性二氧化硅并用硅烷偶聯(lián)劑Si-69和Si-75作對比組，結(jié)果顯示，改性劑SilaneN在提高二氧化硅分散性方面效果一般，但是因為巰基官能團的作用，SilaneN改性后的二氧化硅粒子可以與天然橡膠分子鏈形成共價連接，使橡膠復(fù)合材料具有良好的動態(tài)性能，所以制備得到的硫化膠生熱低，其余性能無明顯差別。1.4.3.3填料補強橡膠作用機理分子鏈滑動學(xué)說是解釋填料增強橡膠比較權(quán)威的一種理論[59]。如圖1-4所示，當(dāng)橡

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]白炭黑表面接枝改性及其在橡膠中的應(yīng)用[D]. 王兵兵.華南理工大學(xué) 2012
[2]丁苯橡膠中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與動態(tài)粘彈性的研究[D]. 楊軍.北京化工大學(xué) 2006



本文編號：3289367