液体天然橡胶对湿法混炼制备NR/白炭黑复合材料的增容机理研究
发布时间：2021-07-07 16:04
采用液体天然橡胶（liquid natural rubber）为增容剂,基于湿法混炼工艺制备天然橡胶/白炭黑（W（NR/SiO2））复合材料。利用FT-IR、SEM、万能拉力机分别对复合材料的微观结构、拉伸断裂形貌及力学性能进行分析,通过Mooney-Rivilin方程和界面相互作用方程对橡胶-填料界面相互作用定量计算,并探讨了LNR的增容机理。结果表明,使用LNR增容后,NR与白炭黑两相界面变得模糊,断面表现为韧性断裂;硫化胶力学性能在LNR改性后得到改善,白炭黑用量为60phr时表现最为明显,拉伸强度提高了25.73%;不同方程计算结果表明,白炭黑用量一定情况下,使用LNR增容后复合材料两相界面相互作用增强。LNR具有良好的增容效果,复合材料良好的相容性是LNR与NR和白炭黑两相同时发生作用形成增容界面的结果。
【文章来源】：功能材料. 2017,48(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）和Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ的红外图谱
加入后ＮＲ与白炭黑的界面相互作用增强。由图４，５可见，拉伸强度和拉断伸长率均呈先增大后下降的趋势，在白炭黑用量为３０～８０ｐｈｒ范围内，与Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶相比，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的拉伸强度增大，在白炭黑用量为６０ｐｈｒ时由２２．１９ＭＰａ增加至２７．９０ＭＰａ，提高了２５．７３％；而拉断伸长率在３０～６０ｐｈｒ都较低，说明添加增容剂ＬＮＲ后，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶综合力学性能显著改善。图４ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉伸强度的影响Ｆｉｇ４ＬＮＲｏｎｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ图５ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉断伸长率的影响Ｆｉｇ５ＬＮＲｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ２．４复合材料的界面相互作用分析图６（ａ）为白炭黑含量为３０，５０，７０ｐｈｒ的Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）及Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的应力－应变曲线。通过分析不同应变下的应力变化，可衡量复合材料界面相互作用强弱［２３］。采用Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ方程对Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶的界面相互作用进行定量计算［２３－２５］σ＊＝σ（λ－λ－２）＝２Ｃ１＋２Ｃ２λ－１（１）式中，σ＊为等效应力，σ为应力，λ为拉伸比，Ｃ１和Ｃ２均为常数。采用式（１）计算得到Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ曲线，如图６（ｂ）所示。由图６可见，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）中的
３０～８０ｐｈｒ范围内，与Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶相比，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的拉伸强度增大，在白炭黑用量为６０ｐｈｒ时由２２．１９ＭＰａ增加至２７．９０ＭＰａ，提高了２５．７３％；而拉断伸长率在３０～６０ｐｈｒ都较低，说明添加增容剂ＬＮＲ后，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶综合力学性能显著改善。图４ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉伸强度的影响Ｆｉｇ４ＬＮＲｏｎｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ图５ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉断伸长率的影响Ｆｉｇ５ＬＮＲｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ２．４复合材料的界面相互作用分析图６（ａ）为白炭黑含量为３０，５０，７０ｐｈｒ的Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）及Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的应力－应变曲线。通过分析不同应变下的应力变化，可衡量复合材料界面相互作用强弱［２３］。采用Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ方程对Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶的界面相互作用进行定量计算［２３－２５］σ＊＝σ（λ－λ－２）＝２Ｃ１＋２Ｃ２λ－１（１）式中，σ＊为等效应力，σ为应力，λ为拉伸比，Ｃ１和Ｃ２均为常数。采用式（１）计算得到Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ曲线，如图６（ｂ）所示。由图６可见，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）中的σ＊在应变范围内变化较小，而Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ的σ＊在白炭黑一定情况下均提高。当应变范围（
【参考文献】：
期刊论文
[1]环氧化天然橡胶对天然橡胶/白炭黑湿法母炼胶性能的影响[J]. 廖禄生,张福全,王兵兵,汪月琼,胡彦师,许逵,钟杰平,彭政. 热带作物学报. 2016(07)
[2]湿法混炼橡胶新材料工艺技术的开发进展[J]. 本刊记者. 橡塑技术与装备. 2015(07)
[3]液体天然橡胶作软化剂对NR/白炭黑复合材料性能的影响[J]. 周荣杰,李超群,杨晓红,吴龙梅,廖双泉. 材料导报. 2015(04)
[4]白炭黑的长链烷基官能化改性及表征[J]. 范宗青,宋丽贤,黎展宏,丁涌,周寒梅. 人工晶体学报. 2015(01)
[5]天然橡胶改性研究进展[J]. 彭政,钟杰平,廖双泉. 高分子通报. 2014(05)
博士论文
[1]湿炼法NR/nSiO2和NR/炭黑复合材料的制备、结构与性能的研究[D]. 林艳芬.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]橡胶/纳米碳素复合材料的分散与界面研究[D]. 吴思武.华南理工大学 2014
本文编号：3269936
【文章来源】：功能材料. 2017,48(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）和Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ的红外图谱
加入后ＮＲ与白炭黑的界面相互作用增强。由图４，５可见，拉伸强度和拉断伸长率均呈先增大后下降的趋势，在白炭黑用量为３０～８０ｐｈｒ范围内，与Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶相比，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的拉伸强度增大，在白炭黑用量为６０ｐｈｒ时由２２．１９ＭＰａ增加至２７．９０ＭＰａ，提高了２５．７３％；而拉断伸长率在３０～６０ｐｈｒ都较低，说明添加增容剂ＬＮＲ后，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶综合力学性能显著改善。图４ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉伸强度的影响Ｆｉｇ４ＬＮＲｏｎｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ图５ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉断伸长率的影响Ｆｉｇ５ＬＮＲｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ２．４复合材料的界面相互作用分析图６（ａ）为白炭黑含量为３０，５０，７０ｐｈｒ的Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）及Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的应力－应变曲线。通过分析不同应变下的应力变化，可衡量复合材料界面相互作用强弱［２３］。采用Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ方程对Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶的界面相互作用进行定量计算［２３－２５］σ＊＝σ（λ－λ－２）＝２Ｃ１＋２Ｃ２λ－１（１）式中，σ＊为等效应力，σ为应力，λ为拉伸比，Ｃ１和Ｃ２均为常数。采用式（１）计算得到Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ曲线，如图６（ｂ）所示。由图６可见，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）中的
３０～８０ｐｈｒ范围内，与Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶相比，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的拉伸强度增大，在白炭黑用量为６０ｐｈｒ时由２２．１９ＭＰａ增加至２７．９０ＭＰａ，提高了２５．７３％；而拉断伸长率在３０～６０ｐｈｒ都较低，说明添加增容剂ＬＮＲ后，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶综合力学性能显著改善。图４ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉伸强度的影响Ｆｉｇ４ＬＮＲｏｎｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ图５ＬＮＲ对复合材料硫化胶拉断伸长率的影响Ｆｉｇ５ＬＮＲｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ２．４复合材料的界面相互作用分析图６（ａ）为白炭黑含量为３０，５０，７０ｐｈｒ的Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）及Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化胶的应力－应变曲线。通过分析不同应变下的应力变化，可衡量复合材料界面相互作用强弱［２３］。采用Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ方程对Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化胶的界面相互作用进行定量计算［２３－２５］σ＊＝σ（λ－λ－２）＝２Ｃ１＋２Ｃ２λ－１（１）式中，σ＊为等效应力，σ为应力，λ为拉伸比，Ｃ１和Ｃ２均为常数。采用式（１）计算得到Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ曲线，如图６（ｂ）所示。由图６可见，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）中的σ＊在应变范围内变化较小，而Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ的σ＊在白炭黑一定情况下均提高。当应变范围（
【参考文献】：
期刊论文
[1]环氧化天然橡胶对天然橡胶/白炭黑湿法母炼胶性能的影响[J]. 廖禄生,张福全,王兵兵,汪月琼,胡彦师,许逵,钟杰平,彭政. 热带作物学报. 2016(07)
[2]湿法混炼橡胶新材料工艺技术的开发进展[J]. 本刊记者. 橡塑技术与装备. 2015(07)
[3]液体天然橡胶作软化剂对NR/白炭黑复合材料性能的影响[J]. 周荣杰,李超群,杨晓红,吴龙梅,廖双泉. 材料导报. 2015(04)
[4]白炭黑的长链烷基官能化改性及表征[J]. 范宗青,宋丽贤,黎展宏,丁涌,周寒梅. 人工晶体学报. 2015(01)
[5]天然橡胶改性研究进展[J]. 彭政,钟杰平,廖双泉. 高分子通报. 2014(05)
博士论文
[1]湿炼法NR/nSiO2和NR/炭黑复合材料的制备、结构与性能的研究[D]. 林艳芬.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]橡胶/纳米碳素复合材料的分散与界面研究[D]. 吴思武.华南理工大学 2014
本文编号：3269936
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