白炭黑表面改性及其填充溶聚丁苯橡胶的研究

发布时间：2017-07-29 19:07

  本文关键词：白炭黑表面改性及其填充溶聚丁苯橡胶的研究

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【摘要】：白炭黑表面高羟基密度使得其与橡胶相容性差,严重影响复合材料的性能,本论文旨在对白炭黑进行偶联剂改性,提高其与橡胶的相容性,提高复合材料的力学性能,降低复合材料滚动阻力。本论文探究了不同改性时间、不同偶联剂以及不同偶联剂用量改性白炭黑,分析表征后填充到溶聚丁苯橡胶中检测各项性能,尤其是滚动阻力。研究表明：(1)偶联剂液相改性白炭黑可降低白炭黑聚集,利于分散；揭示了改性反应偶联剂与白炭黑的作用规律。实验证实了改性白炭黑表面的物理吸附偶联剂容易受到改性时间、偶联剂用量、种类等各种因素的影响,而化学吸附的偶联剂量则由白炭黑表面羟基数所决定,达到一定时间后为定值；(2)改性用偶联剂不同,表面接枝率不同,其中Si69/VN3粒径较大,KH580/VN3改性效果最好,粒径最小；(3)随着改性时间的增加,Si69/VN3在橡胶中的分散性增加,Si69/VN3胶料的60℃损耗因子降低；改性时间为48h时,能够赋予橡胶复合材料较优异的节能降耗性能,并保证湿滑抓地性；(4)研究发现KH570/VN3、KH580/VN3在橡胶中的分散性优于Si69/VN3,KH570/VN3胶料力学性能较优,但KH580/VN3更适用于高填充。随KH580用量增加,KH580/VN3在橡胶中分散性增加,各项性能均优于原位改性,KH580用量为4：100时能够赋予橡胶复合材料较其他偶联剂改性白炭黑优异的节能降耗性能,并保证湿滑抓地性;(5) SSBR 2466与SSBR 5025-2HM并用体现出较好的力学性能、较低的压缩生热、较合适的滚动阻力与抗湿滑性能,确定了低滚动阻力、高抗湿滑性能橡胶配方；确定了改性白炭黑/橡胶复合材料填料表面受限聚合物层质量分数与胶料定伸应力与扯断伸长率的定性关系。
【关键词】：白炭黑 硅烷偶联剂 表面改性 滚动阻力
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.2;TQ330.38
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 符号说明14-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 前言15
• 1.2 溶聚丁苯橡胶15-17
• 1.2.1 溶聚丁苯橡胶简介15-16
• 1.2.2 溶聚丁苯橡胶改性16-17
• 1.3 白炭黑17-25
• 1.3.1 白炭黑的基本性质17-18
• 1.3.2 白炭黑表面改性18-25
• 1.3.2.1 硅烷偶联剂改性白炭黑19-23
• 1.3.2.2 聚合物改性白炭黑23-24
• 1.3.2.3 醇酸法改性白炭黑24
• 1.3.2.4 其他方法改性白炭黑24-25
• 1.4 本论文研究目的与主要研究内容25-27
• 第二章 改性白炭黑性能表征与分析27-43
• 2.1 引言27
• 2.2 实验部分27-30
• 2.2.1 主要原材料与实验仪器设备27-28
• 2.2.2 实验工艺与流程28-29
• 2.2.2.1 偶联剂Si69改性白炭黑28-29
• 2.2.2.2 不同偶联剂KH580用量改性白炭黑29
• 2.2.2.3 不同偶联剂改性白炭黑29
• 2.2.3 实验表征测试方法29-30
• 2.3 结果与讨论30-41
• 2.3.1 白炭黑表面改性与分析30-33
• 2.3.2 不同反应时间下改性白炭黑33-37
• 2.3.3 不同偶联剂改性白炭黑37-41
• 2.4 本章小结41-43
• 第三章 改性白炭黑填充溶聚丁苯橡胶43-73
• 3.1 引言43
• 3.2 实验部分43-46
• 3.2.1 主要原材料与实验仪器设备43-44
• 3.2.2 改性白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料制备44
• 3.2.3 测试与表征44-46
• 3.3 结果与讨论46-70
• 3.3.1 不同改性时间下Si69改性白炭黑填充溶聚丁苯橡胶46-51
• 3.3.1.1 硫化特性46-47
• 3.3.1.2 动态机械热分析47-49
• 3.3.1.3 物理机械性能49
• 3.3.1.4 RPA分析与压缩生热分析 33549-51
• 3.3.2 不同偶联剂改性白炭黑填充溶聚丁苯橡胶51-57
• 3.3.2.1 硫化特性52-53
• 3.3.2.2 RPA分析53-54
• 3.3.2.3 物理机械性能54
• 3.3.2.4 动态机械热分析54-56
• 3.3.2.5 动态压缩生热56
• 3.3.2.6 结合胶分析56-57
• 3.3.3 改性白炭黑填充并用橡胶体系57-60
• 3.3.3.1 硫化特性57-58
• 3.3.3.2 压缩生热58-59
• 3.3.3.3 动态机械热性能59-60
• 3.3.4 不同偶联剂改性白炭黑高填充溶聚丁苯橡胶60-66
• 3.3.4.1 硫化特性60-61
• 3.3.4.2 物理机械性能与压缩生热61-64
• 3.3.4.3 RPA分析64-65
• 3.3.4.4 DSC分析65-66
• 3.3.5 不同KH580用量改性白炭黑填充溶聚丁苯橡胶66-70
• 3.3.5.1 硫化特性67
• 3.3.5.2 物理机械性能67-68
• 3.3.5.3 RPA分析68-69
• 3.3.5.4 动态机械热分析69-70
• 3.4 本章小结70-73
• 结论73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-81
• 研究成果及发表学术论文目录81-83
• 作者和导师简介83-87
• 附件87-89

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本文编号：590628