微納米彈性體粒子改性濕法混煉膠的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-19 08:29
橡膠濕法混煉技術(shù)是一種新興的綠色輪胎胎面膠制造技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)白炭黑等納米填料在輪胎胎面膠中的大量添加并降低膠料的混煉耗能,但是濕法混煉共沉膠具有門尼粘度高、硬度大、加工困難等缺點(diǎn),限制了其在綠色輪胎胎面膠中的應(yīng)用。本文以丙烯酸酯(AC)乳液、丁苯橡膠(SBR)乳液、天然橡膠(NR)乳液以及實(shí)驗(yàn)室自制脂肪族聚酯(AE)乳液為原料,通過輻射交聯(lián)技術(shù)制備了微納米粒徑的丙烯酸酯粒子(ACP)、丁苯橡膠粒子(SBRP)、天然橡膠粒子(NRP)以及脂肪族聚酯粒子(AEP)。研究了微納米彈性體粒子的種類、結(jié)構(gòu)、用量以及粒徑等因素對(duì)濕法混煉共沉膠加工性的影響,提出“滾珠增塑橡膠”的概念,為制備加工性好、性能優(yōu)異的濕法混煉共沉膠提供理論基礎(chǔ)研究。此外,在微納米彈性體粒子改性濕法混煉共沉膠研究基礎(chǔ)上,本文制備了微納米彈性體粒子/天然膠/白炭黑復(fù)合材料,研究了微納米彈性體粒子在提高橡膠復(fù)合材料綜合性能方面的作用機(jī)制。1.濕法混煉共沉膠的加工性能研究。研究結(jié)果表明,ACP、SBRP、NRP和AEP都能夠降低濕法混煉共沉膠的門尼粘度,進(jìn)而降低濕法混煉共沉膠的加工轉(zhuǎn)矩以及耗能。其中,ACP對(duì)濕法混煉共沉膠加工性改...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:112 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
符號(hào)說明
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 白炭黑概述
1.2.1 白炭黑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
1.2.2 白炭黑的制備方法
1.2.2.1 氣相法白炭黑
1.2.2.2 沉淀法白炭黑
1.2.2.3 溶膠-凝膠法白炭黑
1.2.3 白炭黑表面改性
1.2.3.1 表面活性劑改性
1.2.3.2 硅烷偶聯(lián)劑改性
1.2.3.3 脂肪醇、脂肪酸或胺改性
1.2.3.4 接枝聚合物改性
1.2.4 白炭黑在橡膠復(fù)合材料中的應(yīng)用
1.3 綠色輪胎概述
1.3.1 新型輪胎胎面膠
1.3.2 新型填充補(bǔ)強(qiáng)體系
1.3.3 新型輪胎結(jié)構(gòu)
1.4 橡膠濕法混煉概述
1.4.1 橡膠濕法混煉技術(shù)的發(fā)展歷史
1.4.2 濕法混煉共沉膠的制備方法
1.4.2.1 乳液共沉淀法
1.4.2.2 溶膠-凝膠法
1.4.2.3 乳液共凝法
1.4.2.4 橡膠溶液法
1.4.3 橡膠濕法混煉技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
1.4.3.1 橡膠濕法混煉的優(yōu)勢(shì)
1.4.3.2 橡膠濕法混煉技術(shù)存在的問題
1.5 輻射交聯(lián)微納米彈性體粒子概述
1.5.1 輻射交聯(lián)微納米彈性體粒子的研究
1.5.2 微納米彈性體粒子的應(yīng)用
1.6 課題研究目的意義以及創(chuàng)新之處
1.6.1 研究目的及意義
1.6.2 研究?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新之處
第二章 微納米彈性體粒子改性共沉膠復(fù)合材料的制備及性能研究.
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試儀器
2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.3.1 白炭黑濕法混煉共沉膠的制備
2.2.3.2 微納米彈性體粒子/天然膠/白炭黑復(fù)合材料的制備
2.2.4 測(cè)試與表征
2.2.4.1 乳液固含量測(cè)試
2.2.4.2 乳液粒徑分布測(cè)試
2.2.4.3 粒子的紅外測(cè)試
2.2.4.4 濕法混煉共沉膠門尼粘度測(cè)試
2.2.4.5 濕法混煉共沉膠RPA測(cè)試
2.2.4.6 濕法混煉共沉膠轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試
2.2.4.7 混煉膠硫化特性測(cè)試
2.2.4.8 混煉膠的RPA性能測(cè)試
2.2.4.9 硫化膠機(jī)械力學(xué)性能測(cè)試
2.2.4.10 硫化膠的交聯(lián)密度測(cè)試
2.2.4.11 硫化膠的RPA測(cè)試
2.2.4.12 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試
2.2.4.13 硫化膠壓縮生熱測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 乳液固含量研究
2.3.2 白炭黑水分散液粒徑分布
2.3.3 微納米彈性體粒子的結(jié)構(gòu)分析
2.3.4 濕法混煉共沉膠的加工性能研究
2.3.4.1 濕法混煉共沉膠的門尼粘度
2.3.4.2 濕法混煉共沉膠的RPA分析
2.3.4.3 濕法混煉共沉膠的加工轉(zhuǎn)矩
2.3.4.4 濕法混煉共沉膠的加工能耗
2.3.5 混煉膠的性能研究
2.3.5.1 混煉膠的硫化特性
2.3.5.2 混煉膠的RPA分析
2.3.6 硫化膠的性能研究
2.3.6.1 硫化膠的機(jī)械力學(xué)性能
2.3.6.2 硫化膠的交聯(lián)密度
2.3.6.3 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
2.3.6.4 硫化膠的RPA分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 脂肪族聚酯粒子改性共沉膠復(fù)合材料的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試儀器
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.3.1 白炭黑濕法混煉共沉膠的制備
3.2.3.2 AEP/天然膠/白炭黑復(fù)合材料硫化膠的制備
3.2.4 測(cè)試與表征
3.2.4.1 乳液固含量測(cè)試
3.2.4.2 乳液粒徑分布測(cè)試
3.2.4.3 AEP粒子的紅外測(cè)試
3.2.4.4 AEP粒子的凝膠含量測(cè)試
3.2.4.5 AEP粒子的TEM測(cè)試
3.2.4.6 濕法混煉共沉膠門尼粘度測(cè)試
3.2.4.7 濕法混煉共沉膠橡膠加工分析(RPA)測(cè)試
3.2.4.8 濕法混煉共沉膠轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試
3.2.4.9 混煉膠硫化特性測(cè)試
3.2.4.10 混煉膠的RPA性能測(cè)試
3.2.4.11 硫化膠機(jī)械力學(xué)性能測(cè)試
3.2.4.12 硫化膠的交聯(lián)密度測(cè)試
3.2.4.13 硫化膠的RPA測(cè)試
3.2.4.14 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 AEP乳液固含量研究
3.3.2 AEP的性能研究
3.3.2.1 AEP的紅外譜圖
3.3.2.2 AEP的粒徑分布
3.3.2.3 AEP的凝膠含量
3.3.2.4 AEP的表面形貌分析
3.3.3 濕法混煉共沉膠的加工性能研究
3.3.3.1 濕法混煉共沉膠的門尼粘度
3.3.3.2 濕法混煉共沉膠的RPA分析
3.3.3.3 濕法混煉共沉膠的加工轉(zhuǎn)矩
3.3.3.4 濕法混煉共沉膠的加工能耗
3.3.4 混煉膠的性能研究
3.3.4.1 混煉膠的硫化特性
3.3.4.2 混煉膠的RPA分析
3.3.5 硫化膠的性能研究
3.3.5.1 硫化膠的機(jī)械力學(xué)性能
3.3.5.2 硫化膠的交聯(lián)密度
3.3.5.3 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
3.3.5.4 硫化膠的RPA分析
3.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]乳液共凝法制備天然橡膠/白炭黑復(fù)合材料的性能[J]. 王麗麗,吳明生. 合成橡膠工業(yè). 2018(04)
[2]雙層胎面技術(shù)在低硬度雪地輪胎開發(fā)中的應(yīng)用[J]. 陳虎,田健,孫志波,崔敏. 輪胎工業(yè). 2018(07)
[3]高分散納米沉淀白炭黑的制備[J]. 張娟,楊?,王超,王百年,周金剛. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2018(05)
[4]白炭黑/天然橡膠濕法混煉共沉膠的性能研究[J]. 劉大晨,湯琦,劉策,梁雨. 橡膠工業(yè). 2018(04)
[5]溶膠-凝膠法制備納米二氧化硅微球的研究[J]. 陳玉嫻,張定軍,白雪,吳彥飛,趙文錦,陳振斌,馬應(yīng)霞. 應(yīng)用化工. 2018(06)
[6]環(huán)氧大豆油改性白炭黑對(duì)天然橡膠性能的影響[J]. 張群,張立群,王益慶. 橡膠工業(yè). 2017(12)
[7]溶膠凝膠法制備納米二氧化硅的研究[J]. 任小明. 膠體與聚合物. 2017(02)
[8]SBR1739在高性能輪胎胎面膠中的應(yīng)用[J]. 萬(wàn)如,楊海龍. 特種橡膠制品. 2017(03)
[9]白炭黑/SSBR液相混煉研究[J]. 付含琦,周雷,邵衛(wèi),艾純金. 當(dāng)代化工. 2017(04)
[10]液體天然橡膠對(duì)濕法混煉制備NR/白炭黑復(fù)合材料的增容機(jī)理研究[J]. 何凡,吳雨陽(yáng),袁天元,廖雙泉. 功能材料. 2017(04)
博士論文
[1]乳液共凝聚法制備高嶺土/橡膠納米復(fù)合材料[D]. 張士龍.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2018
[2]超細(xì)全硫化粉末橡膠及其納米無(wú)機(jī)填料復(fù)合體系對(duì)硬質(zhì)聚氯乙烯的改性研究[D]. 王慶國(guó).北京化工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]多尺度聚酯彈性體粒子改性聚乳酸的研究[D]. 宰瑩瑩.青島科技大學(xué) 2018
[2]原位制備具有理想交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的SiO2補(bǔ)強(qiáng)聚丁二烯橡膠[D]. 滕林.大連理工大學(xué) 2016
[3]白炭黑濕法接枝環(huán)氧化溶聚丁苯橡膠的制備和性能研究[D]. 田珍珍.蘭州交通大學(xué) 2016
[4]丁苯橡膠基白炭黑濕法復(fù)合技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用研究[D]. 桂燕.北京化工大學(xué) 2015
[5]“膠乳共混法”天然橡膠/二氧化硅納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與性能控制[D]. 邱權(quán)芳.海南大學(xué) 2010
本文編號(hào):3195462
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:112 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
符號(hào)說明
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 白炭黑概述
1.2.1 白炭黑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
1.2.2 白炭黑的制備方法
1.2.2.1 氣相法白炭黑
1.2.2.2 沉淀法白炭黑
1.2.2.3 溶膠-凝膠法白炭黑
1.2.3 白炭黑表面改性
1.2.3.1 表面活性劑改性
1.2.3.2 硅烷偶聯(lián)劑改性
1.2.3.3 脂肪醇、脂肪酸或胺改性
1.2.3.4 接枝聚合物改性
1.2.4 白炭黑在橡膠復(fù)合材料中的應(yīng)用
1.3 綠色輪胎概述
1.3.1 新型輪胎胎面膠
1.3.2 新型填充補(bǔ)強(qiáng)體系
1.3.3 新型輪胎結(jié)構(gòu)
1.4 橡膠濕法混煉概述
1.4.1 橡膠濕法混煉技術(shù)的發(fā)展歷史
1.4.2 濕法混煉共沉膠的制備方法
1.4.2.1 乳液共沉淀法
1.4.2.2 溶膠-凝膠法
1.4.2.3 乳液共凝法
1.4.2.4 橡膠溶液法
1.4.3 橡膠濕法混煉技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
1.4.3.1 橡膠濕法混煉的優(yōu)勢(shì)
1.4.3.2 橡膠濕法混煉技術(shù)存在的問題
1.5 輻射交聯(lián)微納米彈性體粒子概述
1.5.1 輻射交聯(lián)微納米彈性體粒子的研究
1.5.2 微納米彈性體粒子的應(yīng)用
1.6 課題研究目的意義以及創(chuàng)新之處
1.6.1 研究目的及意義
1.6.2 研究?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新之處
第二章 微納米彈性體粒子改性共沉膠復(fù)合材料的制備及性能研究.
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試儀器
2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.3.1 白炭黑濕法混煉共沉膠的制備
2.2.3.2 微納米彈性體粒子/天然膠/白炭黑復(fù)合材料的制備
2.2.4 測(cè)試與表征
2.2.4.1 乳液固含量測(cè)試
2.2.4.2 乳液粒徑分布測(cè)試
2.2.4.3 粒子的紅外測(cè)試
2.2.4.4 濕法混煉共沉膠門尼粘度測(cè)試
2.2.4.5 濕法混煉共沉膠RPA測(cè)試
2.2.4.6 濕法混煉共沉膠轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試
2.2.4.7 混煉膠硫化特性測(cè)試
2.2.4.8 混煉膠的RPA性能測(cè)試
2.2.4.9 硫化膠機(jī)械力學(xué)性能測(cè)試
2.2.4.10 硫化膠的交聯(lián)密度測(cè)試
2.2.4.11 硫化膠的RPA測(cè)試
2.2.4.12 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試
2.2.4.13 硫化膠壓縮生熱測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 乳液固含量研究
2.3.2 白炭黑水分散液粒徑分布
2.3.3 微納米彈性體粒子的結(jié)構(gòu)分析
2.3.4 濕法混煉共沉膠的加工性能研究
2.3.4.1 濕法混煉共沉膠的門尼粘度
2.3.4.2 濕法混煉共沉膠的RPA分析
2.3.4.3 濕法混煉共沉膠的加工轉(zhuǎn)矩
2.3.4.4 濕法混煉共沉膠的加工能耗
2.3.5 混煉膠的性能研究
2.3.5.1 混煉膠的硫化特性
2.3.5.2 混煉膠的RPA分析
2.3.6 硫化膠的性能研究
2.3.6.1 硫化膠的機(jī)械力學(xué)性能
2.3.6.2 硫化膠的交聯(lián)密度
2.3.6.3 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
2.3.6.4 硫化膠的RPA分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 脂肪族聚酯粒子改性共沉膠復(fù)合材料的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試儀器
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.3.1 白炭黑濕法混煉共沉膠的制備
3.2.3.2 AEP/天然膠/白炭黑復(fù)合材料硫化膠的制備
3.2.4 測(cè)試與表征
3.2.4.1 乳液固含量測(cè)試
3.2.4.2 乳液粒徑分布測(cè)試
3.2.4.3 AEP粒子的紅外測(cè)試
3.2.4.4 AEP粒子的凝膠含量測(cè)試
3.2.4.5 AEP粒子的TEM測(cè)試
3.2.4.6 濕法混煉共沉膠門尼粘度測(cè)試
3.2.4.7 濕法混煉共沉膠橡膠加工分析(RPA)測(cè)試
3.2.4.8 濕法混煉共沉膠轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試
3.2.4.9 混煉膠硫化特性測(cè)試
3.2.4.10 混煉膠的RPA性能測(cè)試
3.2.4.11 硫化膠機(jī)械力學(xué)性能測(cè)試
3.2.4.12 硫化膠的交聯(lián)密度測(cè)試
3.2.4.13 硫化膠的RPA測(cè)試
3.2.4.14 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 AEP乳液固含量研究
3.3.2 AEP的性能研究
3.3.2.1 AEP的紅外譜圖
3.3.2.2 AEP的粒徑分布
3.3.2.3 AEP的凝膠含量
3.3.2.4 AEP的表面形貌分析
3.3.3 濕法混煉共沉膠的加工性能研究
3.3.3.1 濕法混煉共沉膠的門尼粘度
3.3.3.2 濕法混煉共沉膠的RPA分析
3.3.3.3 濕法混煉共沉膠的加工轉(zhuǎn)矩
3.3.3.4 濕法混煉共沉膠的加工能耗
3.3.4 混煉膠的性能研究
3.3.4.1 混煉膠的硫化特性
3.3.4.2 混煉膠的RPA分析
3.3.5 硫化膠的性能研究
3.3.5.1 硫化膠的機(jī)械力學(xué)性能
3.3.5.2 硫化膠的交聯(lián)密度
3.3.5.3 硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
3.3.5.4 硫化膠的RPA分析
3.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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期刊論文
[1]乳液共凝法制備天然橡膠/白炭黑復(fù)合材料的性能[J]. 王麗麗,吳明生. 合成橡膠工業(yè). 2018(04)
[2]雙層胎面技術(shù)在低硬度雪地輪胎開發(fā)中的應(yīng)用[J]. 陳虎,田健,孫志波,崔敏. 輪胎工業(yè). 2018(07)
[3]高分散納米沉淀白炭黑的制備[J]. 張娟,楊?,王超,王百年,周金剛. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2018(05)
[4]白炭黑/天然橡膠濕法混煉共沉膠的性能研究[J]. 劉大晨,湯琦,劉策,梁雨. 橡膠工業(yè). 2018(04)
[5]溶膠-凝膠法制備納米二氧化硅微球的研究[J]. 陳玉嫻,張定軍,白雪,吳彥飛,趙文錦,陳振斌,馬應(yīng)霞. 應(yīng)用化工. 2018(06)
[6]環(huán)氧大豆油改性白炭黑對(duì)天然橡膠性能的影響[J]. 張群,張立群,王益慶. 橡膠工業(yè). 2017(12)
[7]溶膠凝膠法制備納米二氧化硅的研究[J]. 任小明. 膠體與聚合物. 2017(02)
[8]SBR1739在高性能輪胎胎面膠中的應(yīng)用[J]. 萬(wàn)如,楊海龍. 特種橡膠制品. 2017(03)
[9]白炭黑/SSBR液相混煉研究[J]. 付含琦,周雷,邵衛(wèi),艾純金. 當(dāng)代化工. 2017(04)
[10]液體天然橡膠對(duì)濕法混煉制備NR/白炭黑復(fù)合材料的增容機(jī)理研究[J]. 何凡,吳雨陽(yáng),袁天元,廖雙泉. 功能材料. 2017(04)
博士論文
[1]乳液共凝聚法制備高嶺土/橡膠納米復(fù)合材料[D]. 張士龍.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2018
[2]超細(xì)全硫化粉末橡膠及其納米無(wú)機(jī)填料復(fù)合體系對(duì)硬質(zhì)聚氯乙烯的改性研究[D]. 王慶國(guó).北京化工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]多尺度聚酯彈性體粒子改性聚乳酸的研究[D]. 宰瑩瑩.青島科技大學(xué) 2018
[2]原位制備具有理想交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的SiO2補(bǔ)強(qiáng)聚丁二烯橡膠[D]. 滕林.大連理工大學(xué) 2016
[3]白炭黑濕法接枝環(huán)氧化溶聚丁苯橡膠的制備和性能研究[D]. 田珍珍.蘭州交通大學(xué) 2016
[4]丁苯橡膠基白炭黑濕法復(fù)合技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用研究[D]. 桂燕.北京化工大學(xué) 2015
[5]“膠乳共混法”天然橡膠/二氧化硅納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與性能控制[D]. 邱權(quán)芳.海南大學(xué) 2010
本文編號(hào):3195462
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