改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-04-22 15:13

　　白炭黑（Si O₂）是橡胶工业中消耗量仅次于炭黑的无机填料。在轮胎胶料配方中加入白炭黑,可使轮胎具有更低的滚动阻力和更高的抗湿滑性,由白炭黑补强填充橡胶制造的轮胎有“绿色轮胎”之称。然而,白炭黑表面存在大量羟基,极性较大,与非极性橡胶的相容性较差,难以分散,制备的复合材料各项性能均不理想。本文旨在改善白炭黑与天然橡胶（NR）的相容性,提高白炭黑在NR基体中的分散程度,同时提高白炭黑/NR的界面性能,制备综合性能优异的白炭黑/NR复合材料。基于此开展了以下工作:（1）在乙醇溶液中对白炭黑进行表面改性,通过硅烷偶联剂KH560将油胺（OA）接枝到白炭黑表面。通过FTIR光谱、TGA、水接触角和TEM-Mapping多种表征手段证实了油胺成功接枝到了白炭黑的表面,成功制备了改性白炭黑（Si O₂-g-OA）。Si O₂-g-OA的疏水性相比Si O₂有了较大的提高,水接触角超过140°,通过TGA曲线分析计算接枝率为10.05%。（2）采用传统的机械共混制备了不同填充量的Si O₂-... 

【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 天然橡胶概述
        1.2.1 天然橡胶简介
        1.2.2 天然橡胶的性质及应用
    1.3 白炭黑概述
        1.3.1 白炭黑简介
        1.3.2 白炭黑的分类及制备方法
        1.3.3 白炭黑的表面特性
    1.4 白炭黑/橡胶复合材料的研究
        1.4.1 硅烷偶联剂改性
        1.4.2 聚合物接枝改性
        1.4.3 醇酯法改性
        1.4.4 表面包覆改性
        1.4.5 离子液体改性
        1.4.6 助剂负载
        1.4.7 白炭黑与其他填料并用
    1.5 白炭黑/NR复合材料的制备方法
        1.5.1 机械混炼
        1.5.2 湿法混炼
        1.5.3 溶胶-凝胶法
    1.6 本课题的研究意义和研究内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 实验设计与原理
        1.6.3 研究内容
2 油胺改性白炭黑的制备
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 改性白炭黑的制备
        2.2.3 测试与表征
            2.2.3.1 傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征
            2.2.3.2 热重分析（TGA）
            2.2.3.3 激光粒度分析
            2.2.3.4 水接触角（WCA）测量
            2.2.3.5 透射电子显微镜表征（TEM）
    2.3 结果与分析
        2.3.1 新型硅烷偶联剂的结构表征
2-g-OA的表征">        2.3.2 改性白炭黑SiO₂-g-OA的表征
            2.3.2.1 FTIR光谱分析
            2.3.2.2 不同用量的KH560-OA对接枝率和粒径分布的影响
            2.3.2.4 TEM-mapping分析
    2.4 小结
3 KH560-OA改性白炭黑对天然橡胶性能的影响
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 （改性）白炭黑/NR复合材料的制备
        3.2.3 测试与表征
            3.2.3.1 硫化特性
            3.2.3.2 机械性能测试
            3.2.3.3 磨耗性能测试
            3.2.3.4 橡胶加工分析（RPA）
            3.2.3.5 动态机械热分析（DMTA）测试
            3.2.3.6 扫描电子显微镜（SEM）表征
    3.3 结果与分析
        3.3.1 硫化特性分析
        3.3.2 物理与机械性能分析
        3.3.3 磨耗性能分析
        3.3.4 橡胶加工分析
        3.3.5 硫化胶动态热机械性能分析
        3.3.6 复合材料的形貌分析
    3.4 小结
4 不同偶联剂改性白炭黑对天然橡胶复合材料性能的影响
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 不同偶联剂改性白炭黑的制备
        4.2.3 不同偶联剂改性白炭黑/NR复合材料的制备
        4.2.4 测试与表征
    4.3 结果与分析
        4.3.1 硫化特性分析
        4.3.2 物理与机械性能分析
        4.3.3 磨耗性能分析
        4.3.4 RPA分析
        4.3.5 硫化胶动态热机械性能分析
        4.3.6 硫化胶断面形貌分析
        4.3.7 KH560-OA/KH560-ODA促进白炭黑在NR中的分散机理
    4.4 小结
5 结论
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3153997