表面改性白炭黑在绿色轮胎胎面胶中的应用研究

发布时间：2017-04-02 11:02

  本文关键词：表面改性白炭黑在绿色轮胎胎面胶中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：橡胶一直以来都是备受关注的重要原材料之一,作为轮胎胎面胶的重要原材料,要求其具有良好的力学性能、耐磨性能及优异的动态力学性能。一直以来,炭黑是橡胶产品中的重要补强剂,但随着绿色轮胎的快速发展,白炭黑逐渐将炭黑替代,成为重要的橡胶补强剂。然而,白炭黑作为补强填料自身也存在着缺点,白炭黑作为一种无机粒子,其表面具有很多硅羟基基团,表现出极性,导致其在橡胶基体中的分散性差,橡胶-填料相互作用弱,形成结合橡胶少,补强效果不是十分理想,对白炭黑进行表面改性是解决以上问题的主要途径。本文采用液相原位表面修饰法,利用不同种类和用量的修饰剂原位合成可分散性纳米二氧化硅(DNS系列)、带有双键官能团的RNS-D以及不同双键含量改性的二氧化硅,同时也尝试用不同修饰比例的Si69原位改性白炭黑。研究二氧化硅种类、用量、双键修饰含量及Si69修饰比对绿色轮胎胎面胶的补强效果,并与罗地亚Z-1165MP进行比较。研究发现,DNS-3的用量是60phr时对溶聚丁苯胶/天然胶(SSBR/NR)并用胶补强效果最好。六甲基二硅氮烷(HMDS)改性白炭黑(DNS-3)、六甲基二硅氮烷(HMDS)和含双键KH570并用改性白炭黑(RNS-D)对SSBR/NR并用胶补强效果较好,同时双键修饰含量对二氧化硅补强效果也有很大影响,当双键修饰量为10mmol/g时,SSBR//NR/Si O2纳米复合材料的的力学性能、耐老化性能和耐磨性能达到最佳。通过SSBR/BR/nano-SiO_2纳米复合材料的制备及性能分析发现,HMDS改性的DNS-3在溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)硫化胶中分散均匀,补强效果较好,同时滚动阻力较低。与Z-1165MP相比,HMDS与KH570共同改性的RNS-D补强胶料具有更加优异的力学性能,尤其是撕裂强度,同时更低的滚动阻力,但磨耗性能和抗湿滑性能稍差。对于双键修饰含量对二氧化硅补强效果分析发现,当双键修饰量为10mmol/g时,补强效果最佳。Si69与M-2不同修饰比改性白炭黑是一种新的改性方法,当Si69与M-2修饰比为1:2时,二氧化硅在SSBR/BR混用胶中的分散好,并用胶的的力学性能最佳,阿克隆磨耗体积最小,滚动阻力较低,但抗湿滑性较差。当Si69与M-2以1:1的比例对二氧化硅进行原位修饰时,其填充胶料具有相对较好的动态力学性能,所以通过调整两种修饰剂的比例制备不同性能的材料以满足使用要求。
【关键词】：液相原位表面修饰 纳米SiO_2 橡胶 补强
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.2;TQ336.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 白炭黑概述12-15
• 1.2.1 白炭黑的结构与性质12
• 1.2.2 白炭黑的制备方法分类12-13
• 1.2.3 白炭黑的补强机理与表面改性13-15
• 1.2.4 白炭黑在聚合物中的应用15
• 1.3 绿色轮胎胎面胶的研究15-18
• 1.3.1 绿色轮胎胎面用复合材料的胶种与补强填料15-18
• 1.3.2 绿色轮胎胎面胶的优点18
• 1.4 选题依据与主要研究内容18-21
• 1.4.1 选题依据18-19
• 1.4.2 主要研究内容19-21
• 参考文献21-27
• 第二章 SSBR/NR/nano-SiO_2纳米复合材料的制备及性能27-41
• 2.1 实验部分27-29
• 2.1.1 实验原料27-28
• 2.1.2 主要实验设备28
• 2.1.3 SSBR/NR/nano-Si O2纳米复合材料的制备28-29
• 2.2 表征与性能测试29-30
• 2.3 结果与讨论30-39
• 2.3.1 白炭黑的结构表征30-33
• 2.3.2 DNS-3 用量对SSBR/NR/SiO_2纳米复合材料力学性能的影响33-35
• 2.3.3 白炭黑种类对SSBR/NR/SiO_2纳米复合材料的性能影响35-37
• 2.3.4 不同双键含量修饰的白炭黑对SSBR/NR/nano-SiO_2性能的影响37-39
• 2.4 本章小结39-40
• 参考文献40-41
• 第三章 表面改性白炭黑填充SSBR/BR胶料的制备及性能探究41-61
• 3.1 实验部分41-42
• 3.1.1 实验原料41-42
• 3.1.2 主要实验设备42
• 3.1.3 SSBR/BR/nano-SiO_2纳米复合材料的制备42
• 3.2 表征与性能测试42
• 3.3 结果与讨论42-58
• 3.3.1 不同种类白炭黑在橡胶基体中的分散性42-43
• 3.3.2 白炭黑种类对SSBR/BR/Nano-SiO_2纳米复合材料性能影响43-49
• 3.3.3 白炭黑用量对SSBR/BR/nano-SiO_2纳米复合材料性能影响49-55
• 3.3.4 不同双键含量修饰的白炭黑对SSBR/BR/nano-SiO_2性能的影响55-58
• 3.4 本章小结58-60
• 参考文献60-61
• 第四章 Si69原位改性白炭黑及其对SSBR/BR性能的研究61-75
• 4.1 实验部分62-63
• 4.1.1 实验原料62-63
• 4.1.2 主要实验仪器设备63
• 4.1.3 SSBR/BR/nano-SiO_2纳米复合材料的制备63
• 4.2 表征与性能测试63-64
• 4.3 结果与讨论64-72
• 4.3.1 纳米二氧化硅的结构表征64-66
• 4.3.2 Si69不同修饰比改性的白炭黑在SSBR/BR中的分散性66-67
• 4.3.3 Si69不同修饰比对混炼胶的硫化与加工性能的影响67-68
• 4.3.4 Si69不同修饰比对混炼胶物理性能的影响68-69
• 4.3.5 Si69不同修饰比对橡胶硫化胶耐磨性能的影响69-70
• 4.3.6 Si69不同修饰比对橡胶硫化胶热老化性能的影响70-71
• 4.3.7 Si69不同修饰比对白炭黑补强SSBR/BR的动态力学性能的影响71-72
• 4.4 本章小结72-73
• 参考文献73-75
• 第五章 结论与展望75-77
• 5.1 结论75-76
• 5.2 问题与展望76-77
• 个人简历77-79
• 硕士期间科研成果79-81
• 致谢81-82

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