本文關(guān)鍵詞：纖維素短纖維精細預分散母膠粒的制備以及填充橡膠復合材料性能的研究

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【摘要】：本論文主要以切斷的長度為0.1-0.5毫米的棉紡絲纖維(一種纖維素短切纖維,簡稱棉粉,本文所指纖維素均為棉粉)為主要原材料進行表面物理和化學改性,通過隔離預分散和精細預分散加工處理,最終制備出一種新型精細預分散纖維素短纖維母膠粒,該母膠粒不僅在橡膠基體中加工性能和分散性能良好,還與基質(zhì)橡膠有較強的界面粘合；進而對比研究了不同纖維素短纖維母膠粒填充丁苯橡膠復合材料的性能,得出以下結(jié)論：1、首次將產(chǎn)業(yè)界廣泛采用的橡膠助劑預分散母粒的擠出造粒工藝應用于纖維素短纖維的預分散母膠粒制備,借助各種測試分析手段和性能驗證分析,系統(tǒng)總結(jié)了纖維素短纖維造粒工藝性能和配方設計參數(shù)。2、通過薄膜壓片法,掃描電鏡等手段對比表征了母膠粒中聚異丁烯(PIB)隔離助劑用量對纖維素短纖維母膠粒在橡膠基體中分散性的影響。研究結(jié)果表明,加入PIB能有效改善纖維素短纖維的分散性,并充分改善了所填充橡膠復合材料的加工性能,機械力學性能和動態(tài)力學性能等。3、使用硅烷偶聯(lián)劑對纖維素短纖維進行表面物理和化學改性,輔以科學的配方設計和加工工藝,制備出新型精細預分散纖維素短纖維母膠粒；利用掃描電鏡,動態(tài)力學性能和相對界面滑脫能等分析測試手段和研究方法,驗證了該母膠粒不僅在橡膠基體中分散良好,而且短纖維與橡膠基體界面結(jié)合更為優(yōu)異。注：本論文選題來自于黑龍江弘宇短纖維新材料發(fā)展有限公司產(chǎn)學研合作需要,力求更新?lián)Q代該公司原有產(chǎn)業(yè)化纖維素短纖維產(chǎn)品(每年纖維素短纖維產(chǎn)品在橡膠制品行業(yè)應用1000噸以上),不僅僅提高纖維素短纖維在橡膠混煉加工過程中的分散速度和分散程度,同時進一步提高短纖維與橡膠之間的界面粘合強度,從而達到降低橡膠制品加工能耗,改善加工性能和提升橡膠制品質(zhì)量的目的。
【關(guān)鍵詞】：纖維素短纖維 精細預分散母膠粒 界面粘合 橡膠復合材料
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ333.1;TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 符號說明12-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 纖維素短纖維和纖維素短纖維增強橡膠復合材料14-17
• 1.2.1 纖維素短纖維14-17
• 1.2.2 纖維素短纖維增強橡膠復合材料17
• 1.3 纖維素短纖維的應用17
• 1.4 預分散助劑母膠粒17-19
• 1.5 論文選題的目的和意義19-20
• 1.6 研究內(nèi)容20-21
• 1.7 研究成果和創(chuàng)新點21-23
• 第二章 實驗方案及表征測試方法23-29
• 2.1 實驗原材料及配方23-24
• 2.1.1 實驗原材料23
• 2.1.2 實驗配方23-24
• 2.2 實驗設備及測試儀器24
• 2.3 實驗工藝24-27
• 2.3.1 預分散纖維素短纖維表面處理工藝25
• 2.3.2 纖維素短纖維精細預分散母膠粒制備工藝25-26
• 2.3.3 纖維素短纖維表面改性工藝26
• 2.3.4 混煉工藝26
• 2.3.5 拉伸力學性能的制樣26-27
• 2.3.6 薄膜壓片工藝(短纖維分散性測試)27
• 2.4 性能測試及表征27-29
• 2.4.1 硫化性能27
• 2.4.2 門尼粘度27
• 2.4.3 混煉膠流變性能27
• 2.4.4 硫化膠力學性能27
• 2.4.5 橡膠加工性能27-28
• 2.4.6 動態(tài)力學性能(DMTA)28
• 2.4.7 耐磨性能測試28
• 2.4.8 掃描電子顯微鏡(SEM)28
• 2.4.9 熱重分析(TGA)28
• 2.4.10 凝膠滲透色譜測試(GPC)28
• 2.4.11 差示掃描量熱分析(DSC)28-29
• 第三章 實驗結(jié)果與討論29-79
• 3.1 纖維素短纖維精細預分散母膠粒的制備工藝研究29-64
• 3.1.1 纖維素短纖維的表征29-31
• 3.1.1.1 掃描電鏡微觀形態(tài)分析29-30
• 3.1.1.2 紅外譜圖分析30-31
• 3.1.1.3 能譜EDS分析31
• 3.1.2 GPC分析31-32
• 3.1.3 纖維素短纖維精細預分散母膠粒的制備研究32-45
• 3.1.3.1 FM-CCF的配方32-36
• 3.1.3.2 高攪工藝和擠出造粒工藝36-38
• 3.1.3.3 母膠粒分散性能表征38-45
• 3.1.4 纖維素短纖維精細預分散母膠粒加入混煉膠分散性能表征45-55
• 3.1.4.1 不同配方的FM-CCF對門尼粘度、硫化、硬度的影響45-47
• 3.1.4.2 不同配方的FM-CCF對加工性能影響47-49
• 3.1.4.3 不同配方的FM-CCF對力學性能的影響49-51
• 3.1.4.4 不同配方的FM-CCF對分散性的影響51-52
• 3.1.4.5 不同配方的FM-CCF對動態(tài)力學性能的影響52-55
• 3.1.5 纖維素短纖維精細預分散母膠粒在橡膠中的應用55-63
• 3.1.5.1 FM-CCF的用量對門尼粘度、硫化、硬度的影響55-57
• 3.1.5.2 FM-CCF用量對加工性能的影響57-59
• 3.1.5.3 FM-CCF用量對力學性能的影響59-60
• 3.1.5.4 FM-CCF用量對動態(tài)力學性能的影響60-62
• 3.1.5.5 FM-CCF用量對耐磨性能的影響62-63
• 3.1.6 小結(jié)63-64
• 3.2 偶聯(lián)劑改性對纖維素短纖維精細預分散母膠粒的性能影響64-79
• 3.2.1 纖維素短纖維的表面偶聯(lián)劑改性處理64-68
• 3.2.2 偶聯(lián)劑改性纖維素短纖維精細預分散母膠粒的制備68
• 3.2.3 偶聯(lián)劑改性纖維素短纖維精細預分散母膠粒在橡膠中的應用68-77
• 3.2.3.1 偶聯(lián)劑改性纖維素短纖維精細預分散母膠粒對混煉膠硫化性能的影響68-69
• 3.2.3.2 偶聯(lián)劑改性纖維素短纖維精細預分散母膠粒對混煉膠加工性能的影響69-71
• 3.2.3.3 偶聯(lián)劑改性纖維素短纖維精細預分散母膠粒對硫化膠力學性能的影響71-73
• 3.2.3.4 偶聯(lián)劑改性纖維素短纖維精細預分散母膠粒對硫化膠動態(tài)力學性能的影響73-75
• 3.2.3.5 偶聯(lián)劑改性纖維素短纖維精細預分散母膠粒在硫化膠中的分散性和粘合性75-77
• 3.2.4 小結(jié)77-79
• 第四章 結(jié)論79-81
• 參考文獻81-89
• 致謝89-91
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文91-93
• 作者和導師簡介93-95
• 附件95-96

【參考文獻】

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本文編號：695996