本文關(guān)鍵詞：改性白炭黑的表面性質(zhì)對(duì)丁苯橡膠補(bǔ)強(qiáng)性能影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：輪胎橡膠工業(yè)中,廣泛采用白炭黑來(lái)提高輪胎性能,以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。白炭黑補(bǔ)強(qiáng)丁苯橡膠是近年來(lái)高性能子午線輪胎制造領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,但白炭黑較強(qiáng)的表面極性及較差的分散性,影響了白炭黑補(bǔ)強(qiáng)丁苯橡膠性能的提高。因此通過(guò)表面改性來(lái)提高白炭黑在橡膠中的分散程度,增加白炭黑與丁苯橡膠的相互作用力,獲得更好的膠料加工性能、硫化性能及使用性能,對(duì)于制備高性能輪胎(“綠色輪胎”)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采用反氣相色譜(IGC)技術(shù)可以有效研究填料表面物理化學(xué)性質(zhì)、填料與聚合物之間界面相互作用情況,為設(shè)計(jì)復(fù)合材料界面提供有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),已成為表征填料表面性質(zhì)的有效工具。本文以沉淀法白炭黑為研究對(duì)象,將不同的硅烷偶聯(lián)劑分別采用液相法及原位法對(duì)白炭黑進(jìn)行了表面改性,制備了多種類(lèi)型的改性白炭黑,并將其應(yīng)用于丁苯橡膠,考察不同的改性方法和不同改性劑對(duì)橡膠的硫化特性、加工流變性能、力學(xué)性能、耐磨耐壓縮性能等方面的影響,并用IGC對(duì)改性的白炭黑的表面物理性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定,考察其對(duì)丁苯橡膠補(bǔ)強(qiáng)性能的作用關(guān)系,本論文研究進(jìn)展與成果主要包括以下幾個(gè)方面:(1)使用硅烷偶聯(lián)劑Si69、KH580和Silane-M對(duì)白炭黑進(jìn)行了液相法的接枝改性和原位法改性,并應(yīng)用于丁苯橡膠中。對(duì)比液相法和原位法改性的白炭黑,液相改性白炭黑應(yīng)用于丁苯橡膠中時(shí),Payne效應(yīng)要比原位改性的小,對(duì)提高橡膠綜合力學(xué)性能的效果也要比原位改性好。對(duì)比三種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)白炭黑的改性效果,使用Silane-M-mSiO2填充的丁苯橡膠的力學(xué)性能較好。而與Si69-m-SiO2相比,KH580-m-SiO2填充的丁苯橡膠的磨耗性能和耐壓縮性能較好。(2)采用分步法將硅烷偶聯(lián)劑NQ54及2-硫醇基苯并噻唑(促進(jìn)劑M)接枝到白炭黑表面,制備了一種功能化改性白炭黑。通過(guò)紅外光譜、拉曼光譜、TGA、元素分析表征并探討了反應(yīng)條件對(duì)接枝效果的影響。反應(yīng)溫度為100℃、反應(yīng)時(shí)間48小時(shí)的條件下,促進(jìn)劑M的接枝率可達(dá)到9.85wt%。將促M(fèi)接枝改性的SiO2應(yīng)用于丁苯橡膠中,發(fā)現(xiàn)其能夠縮短膠料的正硫化時(shí)間Tc90,且隨著接枝率的提高,材料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度有較大幅度的提高,拉伸強(qiáng)度最高提升了81.3%,而阿克隆磨耗體積最大降低了47.7%,壓縮生熱最大降低了42.8%。另外,接枝率的提高有利于降低材料的滾動(dòng)阻力,最高可降低19.5%。(3)對(duì)未改性的白炭黑和功能化改性白炭黑分別進(jìn)行了反氣相色譜研究,測(cè)定了吸附自由能、表面能色散分量及極性分量等物理性質(zhì)。相對(duì)于未改性的白炭黑,功能化改性白炭黑對(duì)非極性分子的吸附自由能-?升高,而對(duì)極性分子的-?則降低。另外功能化改性白炭黑表面能的色散分量比未改性的白炭黑高,而極性分量則要比未改性的白炭黑低,說(shuō)明經(jīng)過(guò)改性使白炭黑的表面極性降低,并在降低填料間的相互作用力的同時(shí),能增強(qiáng)其與橡膠的相互作用力。
【關(guān)鍵詞】：改性白炭黑 丁苯橡膠 補(bǔ)強(qiáng) 反氣相色譜 表面性質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ333.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-31
• 1.1 引言12
• 1.2 白炭黑在橡膠中的應(yīng)用12-19
• 1.2.1 白炭黑的性質(zhì)和表面結(jié)構(gòu)12-14
• 1.2.2 白炭黑的改性方法14-17
• 1.2.3 改性白炭黑在橡膠中的應(yīng)用研究進(jìn)展17-19
• 1.3 填料的表面性質(zhì)與增強(qiáng)橡膠19-25
• 1.3.1 材料的表面性能的表征手段19-22
• 1.3.2 填料補(bǔ)強(qiáng)橡膠的研究22-24
• 1.3.3 表征填料對(duì)橡膠作用中的問(wèn)題24-25
• 1.4 反氣相色譜技術(shù)在材料表面與界面表征中的應(yīng)用25-29
• 1.4.1 反氣相色譜的基本原理25-26
• 1.4.2 反氣相色譜在復(fù)合材料中的應(yīng)用26-28
• 1.4.3 IGC在橡膠材料表征中的應(yīng)用28-29
• 1.5 本研究的目的與主要內(nèi)容29-31
• 1.5.1 本研究的目的與意義29-30
• 1.5.2 本研究的主要內(nèi)容30
• 1.5.3 本文的創(chuàng)新之處30-31
• 第二章 不同硅烷偶聯(lián)劑改性白炭黑的制備及在丁苯橡膠中的應(yīng)用31-52
• 2.1 引言31-32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分32-36
• 2.2.1 主要原材料32
• 2.2.2 改性白炭黑的制備32-33
• 2.2.3 制備白炭黑復(fù)合材料33-34
• 2.2.4 測(cè)試與表征34-36
• 2.3 結(jié)果與討論36-51
• 2.3.1 未改性和改性白炭黑的紅外光譜分析36-37
• 2.3.2 液相改性白炭黑的接枝率表征37-39
• 2.3.3 改性白炭黑的粒度及其分布39
• 2.3.4 不同改性白炭黑/SBR復(fù)合材料的橡膠加工性能研究39-43
• 2.3.5 不同的改性白炭黑對(duì)SBR/SiO2混煉膠硫化特性的影響43-44
• 2.3.6 不同改性白炭黑/SBR硫化膠的掃描電子顯微鏡44-46
• 2.3.7 SBR/改性白炭黑復(fù)合材料的差示掃描量熱分析46-47
• 2.3.8 SBR/改性白炭黑復(fù)合材料的力學(xué)性能47-49
• 2.3.9 SBR/改性白炭黑復(fù)合材料的耐磨性能49-50
• 2.3.10 SBR/改性白炭黑復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)壓縮性能50-51
• 2.4 小結(jié)51-52
• 第三章 功能化改性白炭黑的制備及在丁苯橡膠中的應(yīng)用52-75
• 3.1 引言52
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分52-55
• 3.2.1 主要原材料52
• 3.2.2 功能化改性白炭黑的制備52-53
• 3.2.3 制備白炭黑/SBR復(fù)合材料53
• 3.2.4 測(cè)試與表征53-55
• 3.3 結(jié)果與討論55-74
• 3.3.1 改性條件對(duì)白炭黑表面接枝的影響55-62
• 3.3.2 接枝不同含量促M(fèi)的改性白炭黑粒度及其分布62-63
• 3.3.3 接枝不同含量促M(fèi)的改性白炭黑/SBR復(fù)合材料的硫化特性63-65
• 3.3.4 不同接枝率的改性白炭黑/SBR復(fù)合材料的橡膠加工分析測(cè)試65-68
• 3.3.5 SBR/白炭黑復(fù)合材料的DSC分析68-69
• 3.3.6 不同接枝率的改性白炭黑/SBR硫化膠的掃描電子顯微鏡69-71
• 3.3.7 不同接枝率的改性白炭黑/SBR硫化膠的力學(xué)性能71-72
• 3.3.8 SBR/改性白炭黑復(fù)合材料的耐磨性能72-73
• 3.3.9 SBR/改性白炭黑復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)壓縮性能73-74
• 3.4 小結(jié)74-75
• 第四章 改性白炭黑表面性質(zhì)的反氣相色譜研究75-85
• 4.1 引言75
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分75-77
• 4.2.1 主要原材料75-76
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器76
• 4.2.3 探針?lè)肿拥男再|(zhì)76
• 4.2.4 色譜填充柱的制備與老化76-77
• 4.2.5 反氣相色譜測(cè)試條件77
• 4.3 結(jié)果與討論77-83
• 4.3.1 比保留體積和吸附自由能77-80
• 4.3.2 表面能的色散分量80-82
• 4.3.3 表面吸附自由能的特殊作用分量82-83
• 4.4 小結(jié)83-85
• 結(jié)論85-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-94
• 附件94

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 張慶軍,莫文玲,王占樂(lè);沉淀法制備納米白炭黑的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的研究[J];硅酸鹽通報(bào);2005年04期

2 李寶智;改性無(wú)機(jī)填料在橡膠制品中應(yīng)用效果的研究[J];中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2000年06期

3 梁曉梅;;國(guó)內(nèi)外高性能高分子復(fù)合材料發(fā)展與應(yīng)用[J];哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2014年01期

  本文關(guān)鍵詞：改性白炭黑的表面性質(zhì)對(duì)丁苯橡膠補(bǔ)強(qiáng)性能影響的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：417637