表面改性白炭黑在綠色輪胎胎面膠中的應用研究
本文關鍵詞:表面改性白炭黑在綠色輪胎胎面膠中的應用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:橡膠一直以來都是備受關注的重要原材料之一,作為輪胎胎面膠的重要原材料,要求其具有良好的力學性能、耐磨性能及優(yōu)異的動態(tài)力學性能。一直以來,炭黑是橡膠產(chǎn)品中的重要補強劑,但隨著綠色輪胎的快速發(fā)展,白炭黑逐漸將炭黑替代,成為重要的橡膠補強劑。然而,白炭黑作為補強填料自身也存在著缺點,白炭黑作為一種無機粒子,其表面具有很多硅羥基基團,表現(xiàn)出極性,導致其在橡膠基體中的分散性差,橡膠-填料相互作用弱,形成結合橡膠少,補強效果不是十分理想,對白炭黑進行表面改性是解決以上問題的主要途徑。本文采用液相原位表面修飾法,利用不同種類和用量的修飾劑原位合成可分散性納米二氧化硅(DNS系列)、帶有雙鍵官能團的RNS-D以及不同雙鍵含量改性的二氧化硅,同時也嘗試用不同修飾比例的Si69原位改性白炭黑。研究二氧化硅種類、用量、雙鍵修飾含量及Si69修飾比對綠色輪胎胎面膠的補強效果,并與羅地亞Z-1165MP進行比較。研究發(fā)現(xiàn),DNS-3的用量是60phr時對溶聚丁苯膠/天然膠(SSBR/NR)并用膠補強效果最好。六甲基二硅氮烷(HMDS)改性白炭黑(DNS-3)、六甲基二硅氮烷(HMDS)和含雙鍵KH570并用改性白炭黑(RNS-D)對SSBR/NR并用膠補強效果較好,同時雙鍵修飾含量對二氧化硅補強效果也有很大影響,當雙鍵修飾量為10mmol/g時,SSBR//NR/Si O2納米復合材料的的力學性能、耐老化性能和耐磨性能達到最佳。通過SSBR/BR/nano-SiO_2納米復合材料的制備及性能分析發(fā)現(xiàn),HMDS改性的DNS-3在溶聚丁苯橡膠/順丁橡膠(SSBR/BR)硫化膠中分散均勻,補強效果較好,同時滾動阻力較低。與Z-1165MP相比,HMDS與KH570共同改性的RNS-D補強膠料具有更加優(yōu)異的力學性能,尤其是撕裂強度,同時更低的滾動阻力,但磨耗性能和抗?jié)窕阅苌圆。對于雙鍵修飾含量對二氧化硅補強效果分析發(fā)現(xiàn),當雙鍵修飾量為10mmol/g時,補強效果最佳。Si69與M-2不同修飾比改性白炭黑是一種新的改性方法,當Si69與M-2修飾比為1:2時,二氧化硅在SSBR/BR混用膠中的分散好,并用膠的的力學性能最佳,阿克隆磨耗體積最小,滾動阻力較低,但抗?jié)窕暂^差。當Si69與M-2以1:1的比例對二氧化硅進行原位修飾時,其填充膠料具有相對較好的動態(tài)力學性能,所以通過調整兩種修飾劑的比例制備不同性能的材料以滿足使用要求。
【關鍵詞】:液相原位表面修飾 納米SiO_2 橡膠 補強
【學位授予單位】:河南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TQ127.2;TQ336.1
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-11
- 第一章 緒論11-27
- 1.1 引言11-12
- 1.2 白炭黑概述12-15
- 1.2.1 白炭黑的結構與性質12
- 1.2.2 白炭黑的制備方法分類12-13
- 1.2.3 白炭黑的補強機理與表面改性13-15
- 1.2.4 白炭黑在聚合物中的應用15
- 1.3 綠色輪胎胎面膠的研究15-18
- 1.3.1 綠色輪胎胎面用復合材料的膠種與補強填料15-18
- 1.3.2 綠色輪胎胎面膠的優(yōu)點18
- 1.4 選題依據(jù)與主要研究內容18-21
- 1.4.1 選題依據(jù)18-19
- 1.4.2 主要研究內容19-21
- 參考文獻21-27
- 第二章 SSBR/NR/nano-SiO_2納米復合材料的制備及性能27-41
- 2.1 實驗部分27-29
- 2.1.1 實驗原料27-28
- 2.1.2 主要實驗設備28
- 2.1.3 SSBR/NR/nano-Si O2納米復合材料的制備28-29
- 2.2 表征與性能測試29-30
- 2.3 結果與討論30-39
- 2.3.1 白炭黑的結構表征30-33
- 2.3.2 DNS-3 用量對SSBR/NR/SiO_2納米復合材料力學性能的影響33-35
- 2.3.3 白炭黑種類對SSBR/NR/SiO_2納米復合材料的性能影響35-37
- 2.3.4 不同雙鍵含量修飾的白炭黑對SSBR/NR/nano-SiO_2性能的影響37-39
- 2.4 本章小結39-40
- 參考文獻40-41
- 第三章 表面改性白炭黑填充SSBR/BR膠料的制備及性能探究41-61
- 3.1 實驗部分41-42
- 3.1.1 實驗原料41-42
- 3.1.2 主要實驗設備42
- 3.1.3 SSBR/BR/nano-SiO_2納米復合材料的制備42
- 3.2 表征與性能測試42
- 3.3 結果與討論42-58
- 3.3.1 不同種類白炭黑在橡膠基體中的分散性42-43
- 3.3.2 白炭黑種類對SSBR/BR/Nano-SiO_2納米復合材料性能影響43-49
- 3.3.3 白炭黑用量對SSBR/BR/nano-SiO_2納米復合材料性能影響49-55
- 3.3.4 不同雙鍵含量修飾的白炭黑對SSBR/BR/nano-SiO_2性能的影響55-58
- 3.4 本章小結58-60
- 參考文獻60-61
- 第四章 Si69原位改性白炭黑及其對SSBR/BR性能的研究61-75
- 4.1 實驗部分62-63
- 4.1.1 實驗原料62-63
- 4.1.2 主要實驗儀器設備63
- 4.1.3 SSBR/BR/nano-SiO_2納米復合材料的制備63
- 4.2 表征與性能測試63-64
- 4.3 結果與討論64-72
- 4.3.1 納米二氧化硅的結構表征64-66
- 4.3.2 Si69不同修飾比改性的白炭黑在SSBR/BR中的分散性66-67
- 4.3.3 Si69不同修飾比對混煉膠的硫化與加工性能的影響67-68
- 4.3.4 Si69不同修飾比對混煉膠物理性能的影響68-69
- 4.3.5 Si69不同修飾比對橡膠硫化膠耐磨性能的影響69-70
- 4.3.6 Si69不同修飾比對橡膠硫化膠熱老化性能的影響70-71
- 4.3.7 Si69不同修飾比對白炭黑補強SSBR/BR的動態(tài)力學性能的影響71-72
- 4.4 本章小結72-73
- 參考文獻73-75
- 第五章 結論與展望75-77
- 5.1 結論75-76
- 5.2 問題與展望76-77
- 個人簡歷77-79
- 碩士期間科研成果79-81
- 致謝81-82
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