SBR/BR混炼胶流变特性的影响因素探究
发布时间：2021-02-21 15:57
本工作以填充SBR/BR混炼胶为研究对象,探究丁苯橡胶的分子结构、碳纳米管结构、混炼胶停放条件、返炼次数及填充体系等对其挤出流变性能的影响。研究结果表明:与SBR4526相比,经过烷氧硅基链中官能化改性的SBR2636具有更低的数均和重均分子质量,更宽的分子量分布,更高的玻璃化转变温度,更小的均方旋转半径和特性黏度。与SBR4526-BR复合体系相比,SBR2636-BR体系的Payne效应不明显,储能模量、表观黏度、入口压力降和挤出胀大比均较小,挤出物外观更粗糙。此外,SBR2636-BR体系的挤出黏度具有更低的温度敏感性。对比碳纳米管GT3000与FT7000,后者具有更大的管径及长径比,形成的CNT聚集体具有一维取向结构,其复合体系中更易形成橡胶分子链与碳纳米管的缠结作用,由此构成的填料网络更有序。填充的混炼胶具有更高的储能模量、表观剪切黏度、入口压力降和挤出胀大比,更低的损耗因子以及光滑的挤出物外观。对Silica/CNT填充混炼胶而言,随停放温度升高与停放时间的延长,混炼胶的储能模量、Payne效应、表观剪切黏度先升高后降低,入口压力降增大。随返炼次数的增多,混炼胶的储能模量...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SBR的均方旋转半径（a）与特性黏度（b）
图 2-1 SBR 的均方旋转半径（a）与特性黏度（b）Fig. 2-1 RMS (a) and intrinsic viscosity (b) of SBR图 2-1（a）、（b）分别为 SBR 的均方旋转半径与特性黏度图，相同分子量下的均方旋转半径可以作为支化程度高低的度量。特性黏度可以反映相对分子量的大小。从图 2-1（a）可以看出，SBR4526 均方旋转半径大于 SBR2636，表明前者支化程度低于后者，该现象与 SBR2636 链中接入硅氧烷基所对应；从图 2-1（b）可以看出，SBR4526 特性黏度明显高于 SBR2636，说明 SBR4526 相对分子质量高于 SBR2636，该现象与表 2-2 中对分子量的测试结果相对应。2.3.2 SBR 分子结构对填充混炼胶流变性能的影响
青岛科技大学研究生学位论文19图2-3填充混炼胶的储能模量（a）与高低应变下的储能模量差值（b）Fig.2-3Storagemodulus(a)andΔG’(b)asfunctionofstrainforthefilledcompound低应变下的储能模量主要是填料网络的贡献，而低应变（0.28%）储能模量与高应变（100%）储能模量的差值（ΔG’）反映Payne效应的强弱，并以此考察填料在橡胶基体中的分散情况。从图2-3（a）可以看出，在低应变（0.28%-1%）下SBR4526-BR的储能模量高于SBR2636-BR。从图2-3（b）则可看出，SBR4526-BR的ΔG’高于SBR2636-BR，表明填料在SBR4526-BR中的分散性更差。结合表2-2、图2-1及图2-2分析认为，SBR4526的相对分子量高于SBR2636，且前者复合体系黏度大，从而导致相同混炼条件下，填料的分散性较差。图2-4填充混炼胶的储能模量随测试温度的变化Fig.2-4Storagemodulusasafunctionoftesttemperatureforfilledcompound图2-4为填充混炼胶储能模量与温度的关系图。从图2-4可以看出，随着温度升高，复合体系表观黏度呈现出先下降后上升的趋势，在低温区，随着温度升高，填料-橡胶相互作用减弱，且橡胶分子链解缠结能力增强，使得体系储能模量下降；超过一临界温度后，复合体系储能模量随温度升高而增大，则归因于混炼胶中含硫硅烷偶联剂，在温度升高到一定值后产生的硅烷化反应，及伴随发生的橡胶分子链交联反应。SBR4526-BR储能模量开始升高的临界温度（110-125℃）高于SBR2636-BR（100℃-110℃），表明前者加工安全性更好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶聚丁苯橡胶种类对高填充白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料性能的影响[J]. 邵红琪,尉行,贺炅皓,朱光苗. 轮胎工业. 2019(11)
[2]白炭黑在溶聚丁苯橡胶中的分散性研究[J]. 彭迁迁,丁乃秀. 橡胶工业. 2019(03)
[3]丁苯橡胶分子结构和炭黑对挤出流变行为的影响[J]. 丁兴伟,宋新星,孙翀,张萍. 橡胶工业. 2018(04)
[4]连续法热解炭黑的性能及其在丁苯橡胶中的应用[J]. 王永军,陈春花,辛振祥. 橡胶工业. 2017(11)
[5]不同结构溶聚丁苯橡胶的加工性能考察[J]. 王丽丽,卢咏来,解希铭. 橡胶工业. 2017(09)
[6]加工工艺对碳纳米管增强硅橡胶性能的影响[J]. 张培亭,高洪强,肖建斌. 世界橡胶工业. 2016(10)
[7]碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料的性能研究[J]. 秘彤,卢咏来,路树萍,于海涛,张立群. 橡胶工业. 2015(04)
[8]碳纳米管/天然橡胶复合材料的性能研究[J]. 秘彤,卢咏来,路树萍,于海涛,张立群. 橡胶工业. 2015(03)
[9]稀土顺丁橡胶国内外发展现状及前景分析[J]. 崔小明. 中国橡胶. 2015(05)
[10]挤出级SAN/ASA共混物在毛细管流变仪中的熔体破碎现象[J]. 单桂芳,张军,程冬霞,周霆,罗明华,辛敏琦. 工程塑料应用. 2014(04)
硕士论文
[1]停放与返炼工艺对SSBR/BR混炼胶结构及挤出流变性的影响[D]. 武文杰.青岛科技大学 2017
[2]环境因素对填充混炼胶自粘性及流变特性的影响[D]. 时金凤.青岛科技大学 2017
[3]白炭黑表面构筑高分子刷及其应用研究[D]. 范宗青.西南科技大学 2016
[4]新型亚胺类封端剂的合成及在SSBR中的应用研究[D]. 李晓艳.大连海事大学 2016
[5]加工工艺对混炼胶中炭黑的聚集和分散研究[D]. 谢翛然.青岛科技大学 2014
[6]溶聚丁苯橡胶的补强体系研究[D]. 刘全章.西北师范大学 2014
[7]混炼胶微观结构在混炼、停放及返炼工艺过程中的演变规律研究[D]. 孙爱玲.青岛科技大学 2014
[8]多组分复合防伪纤维的开发[D]. 崔斌.东华大学 2011
[9]溶聚丁苯橡胶基本性能与结构研究[D]. 丁琳.青岛科技大学 2010
本文编号：3044580
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SBR的均方旋转半径（a）与特性黏度（b）
图 2-1 SBR 的均方旋转半径（a）与特性黏度（b）Fig. 2-1 RMS (a) and intrinsic viscosity (b) of SBR图 2-1（a）、（b）分别为 SBR 的均方旋转半径与特性黏度图，相同分子量下的均方旋转半径可以作为支化程度高低的度量。特性黏度可以反映相对分子量的大小。从图 2-1（a）可以看出，SBR4526 均方旋转半径大于 SBR2636，表明前者支化程度低于后者，该现象与 SBR2636 链中接入硅氧烷基所对应；从图 2-1（b）可以看出，SBR4526 特性黏度明显高于 SBR2636，说明 SBR4526 相对分子质量高于 SBR2636，该现象与表 2-2 中对分子量的测试结果相对应。2.3.2 SBR 分子结构对填充混炼胶流变性能的影响
青岛科技大学研究生学位论文19图2-3填充混炼胶的储能模量（a）与高低应变下的储能模量差值（b）Fig.2-3Storagemodulus(a)andΔG’(b)asfunctionofstrainforthefilledcompound低应变下的储能模量主要是填料网络的贡献，而低应变（0.28%）储能模量与高应变（100%）储能模量的差值（ΔG’）反映Payne效应的强弱，并以此考察填料在橡胶基体中的分散情况。从图2-3（a）可以看出，在低应变（0.28%-1%）下SBR4526-BR的储能模量高于SBR2636-BR。从图2-3（b）则可看出，SBR4526-BR的ΔG’高于SBR2636-BR，表明填料在SBR4526-BR中的分散性更差。结合表2-2、图2-1及图2-2分析认为，SBR4526的相对分子量高于SBR2636，且前者复合体系黏度大，从而导致相同混炼条件下，填料的分散性较差。图2-4填充混炼胶的储能模量随测试温度的变化Fig.2-4Storagemodulusasafunctionoftesttemperatureforfilledcompound图2-4为填充混炼胶储能模量与温度的关系图。从图2-4可以看出，随着温度升高，复合体系表观黏度呈现出先下降后上升的趋势，在低温区，随着温度升高，填料-橡胶相互作用减弱，且橡胶分子链解缠结能力增强，使得体系储能模量下降；超过一临界温度后，复合体系储能模量随温度升高而增大，则归因于混炼胶中含硫硅烷偶联剂，在温度升高到一定值后产生的硅烷化反应，及伴随发生的橡胶分子链交联反应。SBR4526-BR储能模量开始升高的临界温度（110-125℃）高于SBR2636-BR（100℃-110℃），表明前者加工安全性更好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶聚丁苯橡胶种类对高填充白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料性能的影响[J]. 邵红琪,尉行,贺炅皓,朱光苗. 轮胎工业. 2019(11)
[2]白炭黑在溶聚丁苯橡胶中的分散性研究[J]. 彭迁迁,丁乃秀. 橡胶工业. 2019(03)
[3]丁苯橡胶分子结构和炭黑对挤出流变行为的影响[J]. 丁兴伟,宋新星,孙翀,张萍. 橡胶工业. 2018(04)
[4]连续法热解炭黑的性能及其在丁苯橡胶中的应用[J]. 王永军,陈春花,辛振祥. 橡胶工业. 2017(11)
[5]不同结构溶聚丁苯橡胶的加工性能考察[J]. 王丽丽,卢咏来,解希铭. 橡胶工业. 2017(09)
[6]加工工艺对碳纳米管增强硅橡胶性能的影响[J]. 张培亭,高洪强,肖建斌. 世界橡胶工业. 2016(10)
[7]碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料的性能研究[J]. 秘彤,卢咏来,路树萍,于海涛,张立群. 橡胶工业. 2015(04)
[8]碳纳米管/天然橡胶复合材料的性能研究[J]. 秘彤,卢咏来,路树萍,于海涛,张立群. 橡胶工业. 2015(03)
[9]稀土顺丁橡胶国内外发展现状及前景分析[J]. 崔小明. 中国橡胶. 2015(05)
[10]挤出级SAN/ASA共混物在毛细管流变仪中的熔体破碎现象[J]. 单桂芳,张军,程冬霞,周霆,罗明华,辛敏琦. 工程塑料应用. 2014(04)
硕士论文
[1]停放与返炼工艺对SSBR/BR混炼胶结构及挤出流变性的影响[D]. 武文杰.青岛科技大学 2017
[2]环境因素对填充混炼胶自粘性及流变特性的影响[D]. 时金凤.青岛科技大学 2017
[3]白炭黑表面构筑高分子刷及其应用研究[D]. 范宗青.西南科技大学 2016
[4]新型亚胺类封端剂的合成及在SSBR中的应用研究[D]. 李晓艳.大连海事大学 2016
[5]加工工艺对混炼胶中炭黑的聚集和分散研究[D]. 谢翛然.青岛科技大学 2014
[6]溶聚丁苯橡胶的补强体系研究[D]. 刘全章.西北师范大学 2014
[7]混炼胶微观结构在混炼、停放及返炼工艺过程中的演变规律研究[D]. 孙爱玲.青岛科技大学 2014
[8]多组分复合防伪纤维的开发[D]. 崔斌.东华大学 2011
[9]溶聚丁苯橡胶基本性能与结构研究[D]. 丁琳.青岛科技大学 2010
本文编号：3044580
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