稻谷壳白炭黑在溶聚丁苯橡胶中的应用研究

发布时间：2020-07-10 01:50

【摘要】：白炭黑填充的溶聚丁苯橡胶滚动阻力较低,是“绿色轮胎”胎面胶的主要成分。采用农业废弃物稻壳提炼出的白炭黑(RHS),不但可以减少废弃物填埋,还可以提高胶料的性能,节能环保。实验选用了三种RHS(牌号为K160、K175、K2000)和一种普通白炭黑ZX955,比较了其微观结构,以及应用于SSBR的性能。RHS的孔隙结构丰富,吸附性较强,同时表面羟基较少,其填充的SSBR结合胶含量较高,力学性能较好,并且具有更好的抗湿滑性能和更低的滚阻。选择了四种偶联剂(Si69、Si75、KH550、KH792)对ZX955和K160改性,比较其填充的SSBR硫化特性、物理机械性能和动态力学性能等。偶联剂改性后,溶聚丁苯的Payne效应减弱,力学性能和抗湿滑性能提高,并且填充K160的胶料强度更高。两种偶联剂并用改性的胶料结合胶含量较高,回弹较大,耐磨性能较差,抗湿滑性能提高;Si69/KH550并用改性的胶料的拉伸强度最大,Si75/KH550改性的胶料断裂伸长率和撕裂强度最大。最后研究了填充体系N330/ZX955和N330/K160中炭黑/白炭黑并用比对SSBR性能的影响。填充N330/K160的胶料具有更优异的力学性能。随着白炭黑用量的增加,SSBR的拉伸强度下降,断裂伸长率和撕裂强度先增大,后减小,并用比为30/30时达到最大值。白炭黑的加入可以提高SSBR的抗湿滑性能,同时降低其滚动阻力。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ333.1
【图文】：

2.3 白炭黑的微观结构及改性2.3.1 白炭黑的微观结构白炭黑是无定形二氧化硅，结构疏松，孔隙发达，硅的四价键使其具有很强间成键能力，也使得无定形二氧化硅具有发达的三维网状结构（如图 1-1 所示

填料粒子间橡胶链的有限伸长学说Fig.1-4Themodeloftherubberchainsbetweenparticles

裂或是从炭黑表面剥落所需的能量。如图 1-5 所示为大分子滑动学说的示意图，橡胶在外力作用下伸长时，最短的链达到极限伸长后在炭黑粒子表面滑移，此时胶中应力多数由伸直的链来承担，起到了均匀应力的作用，缓解了胶料中的应力中；随着外力作用，橡胶继续伸长，分子链继续在炭黑表面滑动，橡胶分子链伸直高度取向，为橡胶供了较高的模量。在此过程中，因为分子链的滑动产生滞后损失而消耗了部分外力功；当应力消失，分子链松弛，松弛的分子链在炭黑之间的分链长度相等[43, 44]，因此在再一次受外力伸长时，分子链不再需要滑移，所需应力降。

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本文编号：2748295