橡膠作為一類(lèi)重要的高分子材料,由于其獨(dú)有的高彈特性及其他優(yōu)異的綜合性能而被廣泛用于國(guó)防、軍工以及日常生活等領(lǐng)域中。然而,分子鏈中含有大量孤立雙鍵（-C=C-）和活潑烯丙基氫結(jié)構(gòu)的橡膠材料在熱、氧氣（O₂）、光、臭氧（O₃）以及應(yīng)力條件下極其容易發(fā)生老化。特別是熱氧老化,作為一種最普遍的老化方式,能夠顯著破壞橡膠材料的物理或化學(xué)性能,使橡膠制品在服役過(guò)程中過(guò)早失效,甚至?xí)䦟?dǎo)致安全事故的發(fā)生。加入防老劑是延緩橡膠老化最便捷有效的方法,但是大部分防老劑分子量較低,在高溫或液體環(huán)境中容易從橡膠基體中遷移出來(lái)。防老劑的遷出不僅降低了防老劑的防護(hù)效果,而且還可能會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生毒害作用。因此,深入認(rèn)識(shí)橡膠老化機(jī)理、防老劑防護(hù)機(jī)理以及采取一定措施抑制防老劑的遷出對(duì)提高橡膠的耐老化性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在本課題中,選取用量較大的丁苯橡膠（SBR）和天然橡膠（NR）為基材,采用實(shí)驗(yàn)與分子模擬相結(jié)合的方法,我們將圍繞橡膠老化與防老化機(jī)理、防老劑改性以及防老劑遷移等方面的內(nèi)容進(jìn)行深入研究,總結(jié)出防老劑對(duì)橡膠老化性能的影響規(guī)律,為橡膠材料的老化研究探索出一條理論與... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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圖１－１橡膠材料（ＲＨ）熱氧老化循環(huán)過(guò)程??２??

?北京化工大學(xué)博士學(xué)位論文???好的節(jié)能性；（２）高的抗?jié)窕�，賦予了輪胎較高的安全性；（３）高的耐磨性，延??長(zhǎng)了輪胎的服役壽命［５４］。在綠色輪胎出現(xiàn)以前，一般輪胎往往很難將滾動(dòng)阻力、抗?jié)??滑性和耐磨性（也稱(chēng)輪胎的“魔三角”）達(dá)到一個(gè)較好的平衡。近年來(lái)，隨著綠色輪胎??的發(fā)展，白炭黑的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)其研宄也越來(lái)越深入。??白炭黑表面存在孤立羥基、相鄰羥基以及雙生羥基（同一硅原子上含有兩個(gè)羥基）??等多種形式的羥基，如圖１－８所示，所以白炭黑具有很高的極性（親水性強(qiáng)），與橡??膠（尤其是非極性橡膠）相容性較差，很難均勻地分散在橡膠基體中［５５，５６］。另外，白??炭黑還容易吸附橡膠中的配合劑（如硫化促進(jìn)劑），致使橡膠在加工過(guò)程中出現(xiàn)硫化??延遲現(xiàn)象，導(dǎo)致橡膠制品出現(xiàn)硫化不完全、交聯(lián)密度較低等問(wèn)題。因而將白炭黑直接??添加于橡膠基體中，其補(bǔ)強(qiáng)效果并不理想。因此，需要對(duì)白炭黑進(jìn)行表面改性，使其??由親水性變成親油性，才能提高其在橡膠基體中的分散性，制備出綜合性能優(yōu)越的綠??色輪胎或其他橡膠制品。??氫鍵??Ｈ??？?相鄰羥基??白炭黑雙麵??圖１＿８白炭黑表面結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－８?Ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃａ??考慮到防老劑為有機(jī)化合物分子，將其接枝到白炭黑表面不僅改變其親水特性，??而且還能抑制防老劑的遷出。而硅烷偶聯(lián)劑是白炭黑表面改性最常用的助劑，其結(jié)構(gòu)??通式為Ｒ－Ｓｉ－Ｘ３，?Ｒ代表有機(jī)分子片段，通常含有可與聚合物分子鏈發(fā)生物理化學(xué)相互??的基團(tuán)（如巰基、氨基、環(huán)氧基以及乙烯基等等），能夠增加與聚合物基體的相容性；??Ｘ則是能夠水解而生成可與白炭黑表

?第一章緒論???黑在ＳＢＲ基體中不僅具有良好的分散狀態(tài)，而且還能有效抑制防老劑的遷移，故對(duì)??ＳＢＲ硫化膠具有不錯(cuò)的補(bǔ)強(qiáng)效果，并且也使ＳＢＲ復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的耐熱氧老化??及耐濕熱老化性能。??．＾＾＾ｐ＾＜＾ＳＩ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨａＣＨＣＨ＾ＮＨ—ＮＨ—＾＾??圖１－９防老白炭黑結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－９?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｖｅ?ｓｉｌｉｃａ??Ｇｕｏ等＿也對(duì)上述復(fù)合體系進(jìn)行了老化研宄，采用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ－Ａｋａｈｉｒａ－Ｓｕｎｏｓｅ??（ＫＡＳ）方法對(duì)熱氧老化過(guò)程中ＳＢＲ活化能進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該防老白炭黑（ＲＴ－Ｓｉ０２）的??加入并未改變ＳＢＲ老化機(jī)理，但是該復(fù)合體系的整個(gè)老化過(guò)程的平均活化能（３８３??ｋＪ．ｍｏｒ１）高于?ＳＢＲ／白炭黑?ｐＯＳｋＪ．ｍｏｒ１）及?ＳＢＲ／白炭黑ＭＯｌＯＮＡｐＴＳｋＪ．ｍｏｒ１）復(fù)合??體系。另外，通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行熱水抽提并在不同抽提時(shí)間下去測(cè)試氧化誘導(dǎo)期（ＯＩＴ），??發(fā)現(xiàn)ＳＢＲ／ＲＴ－Ｓｉ０２的ＯＩＴ明顯高于其他兩個(gè)體系，這可歸因于接枝后的防老劑具有較??低遷移性。??Ｚｈｏｎｇ等［６１］通過(guò)Ｙ－氯丙基三乙氧基硅烷將防老劑２－巰基苯并咪挫（ＭＢ）接枝到白??炭黑表面，其結(jié)構(gòu)如圖１－１０所示。ＳＢＲ／Ｓｉ〇２－ｓ－ＭＢ在熱氧老化過(guò)程中的拉伸強(qiáng)度，扯??斷伸長(zhǎng)率的保持率以及ＯＩＴ值均高于等當(dāng)量的游離型ＭＢ體系（ＳＢＲ／ｍ－Ｓｉ０２／ＭＢ）。??通過(guò)ＸＰＳ測(cè)定，對(duì)氮元素含量分析表明接枝型ＭＢ的遷移性明顯低于游離型ＭＢ。??Ｈ??—Ｏ—?Ｓｉ?－?（ＣＨ２）３—?Ｓ—｜??Ｓｉ０２－ｓ－ＭＢ??圖?１－１０?Ｓｉ〇２－

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3210134