生物基白炭黑和生物基油在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

研究生物基白炭黑和生物基油在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明:使用生物基油等量代替环烷油,胶料的硫化速度略加快,300%定伸应力降低,耐切割、耐低温和耐迁移性能提高,生热略增大,耐磨性能基本相当;在同样采用生物基油的情况下,使用生物基白炭黑等量代替沉淀法白炭黑,胶料的硫化特性、生热、耐磨和耐切割性能相当,但耐疲劳性能明显降低。

空心玻璃微珠/天然橡胶低导热复合材料的制备及性能研究

介绍空心玻璃微珠(HGM)/天然橡胶(NR)低导热复合材料(以下简称胶料)的制备及性能研究。结果表明:以HGM适当等量替代白炭黑,可有效降低胶料的储能模量和门尼粘度,改善胶料的加工性能,但不利于胶料的物理性能;减小HGM用量可提高胶料的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度,但会降低胶料的耐磨性能;HGM等量替代白炭黑有利于胶料的轻量化和提高胶料的隔热性能,可有效降低胶料的滚动阻力。

玄武岩纤维粉末/氟橡胶复合材料的制备及性能研究

以球磨法制备玄武岩纤维粉末(BFP)并将其用作补强填料,研究BFP用量对BFP/氟橡胶(FEPM)复合材料的硫化特性、物理性能、微观形貌特征、交联密度、高温热稳定性和导热性能的影响。结果表明:BFP粒径分布较宽,粒径在纳米到微米的范围;BFP在FEPM基体中分布均匀,无团聚现象,相容性良好,增韧和增强效果明显;随着BFP用量的增大,BFP/FEPM混炼胶的FL变化不大,Fmax和Fmax-FL增大,t10和t90先延长后缩短,硫化胶的邵尔A型硬度、定伸应力、拉伸强度、交联密度和热导率增大,拉断伸长率呈先增大后减小的趋势,高温热稳定性略有降低。

木质素接枝白炭黑杂化填料对其天然橡胶复合材料性能的影响

将硅烷偶联剂KH550改性木质素与硅烷偶联剂KH560改性白炭黑(SiO_(2))接枝聚合制备木质素接枝SiO_(2)杂化填料(记为木质素@SiO_(2)),并采用绿色化学湿法混炼工艺制备木质素@SiO_(2)/天然橡胶(NR)复合材料,研究木质素@SiO_(2)的木质素/SiO_(2)用量比对木质素@SiO_(2)/NR复合材料性能的影响。结果表明:随着木质素@SiO_(2)的木质素/SiO_(2)用量比的增大,木质素@SiO_(2)/NR复合材料的t_(10)和t_(90)缩短,邵尔A型硬度呈减小趋势;木质素/SiO_(2)用量比为6/9的木质素@SiO_(2)/NR复合材料的拉伸强度最大和DIN磨耗量最小,分别为27.6 MPa和101.42 mm^(3);木质素/SiO_(2)用量比为12/3的木质素@SiO_(2)/NR复合材料的拉断伸长率最大和撕裂强度较大,分别为587%和83 kN·m^(-1);热空气老化后木质素@SiO_(2)/NR复合材料的拉伸强度变化率和拉断伸长率变化率绝对值呈减小趋势。木质素/SiO_(2)用量比为3/12的木质素@SiO_(2)/NR复合材料的抗湿滑性能较好,滚动阻力较小。

强威粉TNK对蓄能器橡胶隔膜胶料性能的影响

研究强威粉TNK对蓄能器橡胶隔膜胶料(丁腈橡胶胶料)性能的影响。结果表明:与未添加强威粉TNK的胶料相比,添加强威粉TNK可以提高填料在橡胶基体中的分散性,混炼胶的加工性能更好,硫化胶的拉伸性能、弹性、气密性和耐屈挠性能提高;强威粉TNK用量为8份时,硫化胶拉伸性能、弹性和气密性最好,耐屈挠性能明显提升。

芳纶短纤维长度对天然橡胶/溶聚丁苯橡胶并用胶性能的影响

研究芳纶短纤维长度对天然橡胶(NR)/溶聚丁苯橡胶(SSBR)并用胶性能的影响。结果表明:随着芳纶短纤维长度的增大,NR/SSBR并用胶的交联密度和储能模量增大,填料网络化程度增大,填料分散性变差;加入长度为1 mm的芳纶短纤维时,NR/SSBR并用胶的拉伸强度较大,耐磨性能较差;加入长度为3 mm的芳纶短纤维时,NR/SSBR并用胶的邵尔A型硬度、100%定伸应力和撕裂强度较大,DIN磨耗量较小。

纳米硅补强氟橡胶的研究

以热弧等离子体法制备高纯度纳米硅,通过机械共混法制备炭黑/氟橡胶(FKM-C)和纳米硅/氟橡胶(FKMSi)复合材料,与不加填料的纯氟橡胶(P-FKM)复合材料相比,研究填料对氟橡胶性能的影响。结果表明:FKM-Si复合材料的脆性温度低于P-FKM复合材料;FKM-Si复合材料的硬度、拉伸强度和拉断伸长率均高于FKM-C复合材料,分别达到70度、12.16 MPa和289%;FKM-Si复合材料的截面无缺陷,说明纳米硅与氟橡胶的相容性好;FKM-Si复合材料的热稳定性比FKM-C复合材料好。

芳纶短纤维对天然橡胶胶料性能的影响

基于轮胎胎面胶配方,研究芳纶短纤维用量和长度对天然橡胶(NR)胶料性能的影响。结果表明:当芳纶短纤维长度为3 mm时,芳纶短纤维用量为2份的胶料的Payne效应最弱,硫化胶的拉伸强度最大,定伸应力和撕裂强度较大,耐磨性能和抗湿滑性能最好;当芳纶短纤维用量为2份时,芳纶短纤维长度为2 mm的胶料的Payne效应最弱,硫化胶的定伸应力和拉伸强度最大,芳纶短纤维长度为3 mm的硫化胶的定伸应力和拉伸强度较大,撕裂强度最大,综合性能最好。

双酰肼类材料CSC920在全钢载重子午线轮胎基部胶中的应用

研究双酰肼类材料CSC920(简称CSC920)对全钢载重子午线轮胎基部胶性能的影响。结果表明:CSC920对天然橡胶有较好的改性效果,能显著加快胶料的硫化反应速度,增大胶料的门尼粘度;加入CSC920后,基部胶的定伸应力、拉伸强度和弹性均有所提升,滚动阻力和生热明显降低;混炼过程中,CSC920在氧化锌之前加入,基部胶的物理性能较好,压缩生热明显降低,CSC920在氧化锌之后加入,可以起到抗硫化返原作用,基部胶的物理性能有所改善,但降低生热效果不明显。

白炭黑/粉煤灰并用比对天然橡胶复合材料性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-570分别接枝改性白炭黑和粉煤灰,研究白炭黑/粉煤灰并用比对天然橡胶(NR)/白炭黑/粉煤灰复合材料(以下简称NR复合材料)性能的影响。结果表明:随着粉煤灰用量的增大,NR复合材料的Payne效应明显减弱,这是因为粉煤灰的加入促进了填料(白炭黑/粉煤灰体系)在橡胶基体中的分散;NR复合材料的拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小,当白炭黑/粉煤灰并用比为30/10时,NR复合材料的拉伸强度最大,80℃×72 h热空气老化后的拉断伸长率保持率较大;NR复合材料0和60℃时的损耗因子减小,抗湿滑性能和滚动阻力降低。

天然橡胶/改性剑麻纤维素微晶复合材料的性能研究

以剑麻纤维素为原材料提取剑麻纤维素微晶(SCF),以硬脂酸(SA)为改性剂制备硬脂酸改性剑麻纤维素微晶(SA-g-SCF),研究SA-g-SCF用量对天然橡胶(NR)/SA-g-SCF复合材料性能的影响。结果表明:随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的Fmax-FL增大,t90呈延长趋势;与未加入SA-g-SCF的NR胶料相比,加入5份SA-g-SCF的NR/SA-g-SCF复合材料的t90基本不变,而硫化速率指数增大;随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的邵尔A型硬度、100%定伸应力和300%定伸应力增大,拉伸强度先增大后减小;SA-g-SCF用量为5份的NR/SA-g-SCF复合材料的断面未有明显的团聚体,其拉伸强度最大(25.4 MPa),综合性能最佳。

不同粒径纳米二氧化硅对三元乙丙橡胶性能影响的分子动力学模拟

运用Materials Studio 9.0软件构建三元乙丙橡胶(EPDM)模型和纳米二氧化硅(SiO_(2))粒径分别为1.2,1.5,1.8和2.0 nm的纳米SiO_(2)/EPDM复合材料模型,分析纳米SiO_(2)对纳米SiO_(2)/EPDM复合材料在高压低温(100 MPa/230 K)条件下的微观结构及力学性能的影响。结果表明:与EPDM相比,填充不同粒径纳米SiO_(2)的复合材料的玻璃化温度(Tg)都有不同程度升高,其中纳米SiO_(2)粒径为1.2 nm的复合材料的Tg比EPDM高5 K;复合材料的微观结构发生改变,均方位移和自由体积分数都有所减小,减幅随纳米SiO_(2)粒径的减小而增大,内聚能密度均有所增大,增幅随纳米SiO_(2)粒径的减小而增大,但纳米SiO_(2)粒径对复合材料的全原子径向分布函数影响不大;复合材料的力学性能提高,提高幅度随纳米SiO_(2)粒径的增大而减小,纳米SiO_(2)粒径为1.2 nm时,复合材料的体积模量增大5.98%,剪切模量增大198.00%,弹性模量增大34.65%。

补强剂和硫化剂对硅橡胶胶料耐热氧老化性能的影响

以甲基乙烯基硅橡胶(以下简称硅橡胶)为主体材料,气相法白炭黑或沉淀法白炭黑为补强剂,硫化剂双25或铂金硫化剂为硫化剂,研究补强剂和硫化剂对硅橡胶胶料耐热氧老化性能的影响。结果表明:补强剂对硅橡胶胶料的耐热氧老化性能的影响更显著。随着老化时间的延长,气相法白炭黑补强的硅橡胶胶料的交联密度呈现增大的趋势,硬度增大,拉伸强度先增大后减小,拉断伸长率减小;沉淀法白炭黑补强的硅橡胶胶料的交联密度先减小后增大,硬度、拉伸强度、拉断伸长率均呈减小趋势,综合而言,沉淀法白炭黑补强的硅橡胶胶料的耐热氧老化性能略优。使用不同硫化剂的硅橡胶胶料热氧老化前的性能相当,热氧老化后,与使用硫化剂双25的硅橡胶胶料相比,使用铂金硫化剂的硅橡胶胶料的交联密度和硬度略小,拉断伸长率增大,耐热氧老化性能略优。

溶聚丁苯橡胶的官能化对白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料性能的影响

研究溶聚丁苯橡胶(SSBR)的官能化改性对白炭黑/SSBR复合材料性能的影响。结果表明:与未加入硅烷偶联剂的SSBR胶料相比,加入硅烷偶联剂的SSBR胶料的门尼粘度和转矩减小,t 5延长,t90缩短;与未改性SSBR胶料相比,官能化改性SSBR胶料的硬度和10%定伸应力减小,300%定伸应力和拉伸强度增大,耐磨性能提高;白炭黑的分散性得到改善,胶料的Payne效应减弱,滞后损失和滚动阻力降低,抗湿滑性能提高。

肉桂酸锌对氢化丁腈橡胶性能的影响

采用复分解反应方法制备肉桂酸锌(ZDBA),研究ZDBA用量对氢化丁腈橡胶(HNBR)胶料性能的影响。结果表明:肉桂酸通过复分解反应可以生成ZDBA,其收率为97.8%,锌含量为18.1%;随着ZDBA用量的增大,HNBR胶料的F_(max)-F_(L)逐渐增大,硫化胶的邵尔A型硬度和100%定伸应力呈增大趋势,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度呈先增大后减小的趋势。

新型海洋生物基补强材料LH-1在输送带贴胶中的应用

研究新型海洋生物基补强材料LH-1在输送带贴胶中的应用。结果表明:海洋生物基补强材料LH-1在输送带贴胶中可以部分替代白炭黑和炭黑;与输送带生产配方贴胶相比,用海洋生物基补强材料LH-1替代2/3白炭黑和2/3炭黑的试验配方,贴胶与浸胶帆布的粘合强度提高35.6%,胶料的硫化特性和物理性能均在可接受范围内,且工艺性能良好。海洋生物基补强材料LH-1来自海洋生物,来源丰富,为替代白炭黑和炭黑的第三代补强材料提供了思路。

沉淀法白炭黑的45µm筛余物质量测试方法改进

对沉淀法白炭黑(水合二氧化硅,5 g)45µm筛余物质量的测试方法进行改进。结果表明:试样采用体积分数3%的氢氧化钠(NaOH)溶液浸泡,同时低速搅拌10 min,试样的水洗时间较短,冲洗效果较好,45µm筛余物质量测试值重复性较高;对微珠状试样进行4次NaOH溶液浸泡前后的平行试验试样的45µm筛余物质量测试值再现性精密度符合国家标准要求,即试样浸泡可明显缩短水洗时间,节约用水量。

热驱动三元乙丙橡胶/二氧化硅复合材料的制备及性能研究

以机械共混法制备三元乙丙橡胶(EPDM)/二氧化硅(SiO2)复合材料,采用机械训练工艺制备EPDM基人工肌肉材料,并研究其性能。结果表明:当机械训练的应变从50%增大至120%时,SiO2用量为40份、甲基丙烯酸锌用量为12份的EPDM复合材料(记作S40Z12)的EPDM基人工肌肉材料的弹性模量从2.8 MPa增大至35.8 MPa,增大了12.8倍;机械训练后EPDM基人工肌肉材料的Kraus曲线斜率仍为负值且绝对值更大,表明EPDM基体与SiO2颗粒之间的界面作用增强;固定应力模式下,S40Z12@350%(机械训练应变为350%)的EPDM基人工肌肉材料的可逆驱动应变达到47%;EPDM基人工肌肉材料在受到热刺激响应作用下,能够驱动负载物体实现多次可逆切换上升与下降的重复动作,且驱动负载质量超过其自身质量的12600倍,驱动应变大于35%。

氧化石墨烯负载氮化硼/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

将具有良好水分散性的氧化石墨烯(GO)与高导热填料氮化硼(BN)纳米片反应,生成GO负载BN(BN@GO)导热填料,采用胶乳共混法制备BN@GO/天然橡胶(NR)复合材料,研究BN@GO的结构和复合材料的性能。结果表明:GO通过共价键紧紧包覆BN纳米片,改善了BN纳米片与橡胶基体之间的相容性,BN@GO更易在橡胶基体中形成导热网络结构;当导热填料质量分数为20%时,填充BN@GO的BN@GO/NR复合材料的导热性能优异,与填充BN纳米片的NR复合材料相比,BN@GO/NR复合材料的热导率、拉伸强度和撕裂强度分别提高了48.5%,55.0%和44.5%。

碳填料/天然橡胶复合材料热导率及层间接触热阻对微波加热效果的影响

制备炭黑/天然橡胶(NR)、石墨烯/NR和碳纳米管/NR复合材料,采用试验与数值模拟相结合的方法研究复合材料热导率和层间接触热阻对微波加热的影响。结果表明:炭黑、石墨烯和碳纳米管自身热导率越大,复合材料的热导率越大,层间接触热阻越小;通过增大填料用量来增大复合材料的热导率和减小层间接触热阻具有一定的局限性,需考虑复合材料的配方设计适用性和经济性;复合材料的热导率对微波加热过程中高、低温区域分布规律和微波加热效率基本无影响,但影响复合材料的温度分布均匀性。为保证微波加热硫化均匀性,多层复合材料的层间接触热阻不可忽略。