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。

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。

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%。

湿磨法超细绢云母在全钢子午线轮胎气密层胶中的应用

研究湿磨法超细绢云母在全钢子午线轮胎气密层胶中的应用。结果表明:采用绢云母部分替代炭黑N660后,混炼胶的加工安全性提高,t90延长,力学损耗降低;随着绢云母用量的增大,硫化胶的邵尔A型硬度和拉伸强度变化不大,100%定伸应力、300%定伸应力和撕裂强度呈增大趋势,拉断伸长率呈减小趋势,耐疲劳性能下降,气密性提高;综合考虑气密层胶的性能要求,绢云母用量宜为20份,同时可大幅降低生产成本。

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。

硅烷偶联剂Si69与活性剂PEG4000协同作用改性白炭黑的研究

以全钢载重子午线轮胎用高白炭黑含量胶料配方为基体,研究硅烷偶联剂Si69与活性剂PEG4000协同作用改性白炭黑对胶料性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂Si69和活性剂PEG4000对提高白炭黑分散效果不存在协同作用;对降低胶料的门尼粘度、延长t10以及提高硫化胶的抗硫化返原率、硬度、定伸应力和降低生热方面存在明显的协同作用;硅烷偶联剂Si69用量为5.2份、活性剂PEG4000用量为3份时,胶料的门尼粘度和硫化胶的生热最低,硫化胶的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率均较高,综合性能较佳。

电泳沉积母胶法碳纳米管/天然橡胶复合材料的性能研究

用氢氧化钠和过氧化氢改性碳纳米管(CNTs)得到氧化CNTs(OCNTs),再用硅烷偶联剂KH-550改性OCNTs得到氮掺杂CNTs(NCNTs)。采用电泳沉积法制备CNTs/天然橡胶(NR)、OCNTs/NR和NCNTs/NR母胶后,再用机械共混法制得CNTs/NR复合材料,将其与直接采用机械共混法制得的CNTs/NR复合材料进行性能对比。结果表明:电泳沉积法能够使CNTs在NR中均匀分散,提高CNTs/NR复合材料的热稳定性;OCNTs/NR复合材料的300%定伸应力和拉伸强度最大,热稳定性最好,但生热和滚动阻力较高;NCNTs/NR复合材料的300%定伸应力和拉伸强度较大,抗湿滑性能最好,生热和滚动阻力最低,综合性能最好。

芳纶纳米纤维对溶聚丁苯橡胶胶料性能的影响

制备芳纶纳米纤维(ANFs)预分散体,研究ANFs用量对溶聚丁苯橡胶(SSBR)胶料性能的影响。结果表明:随着ANFs用量的增大,SSBR混炼胶的t10和t90无明显变化,FL、储能模量和损耗模量增大,Payne效应增强;SSBR硫化胶的邵尔A型硬度、100%定伸应力和撕裂强度增大,拉伸强度先减小后增大,损耗因子(tanδ)最大值减小。ANFs用量为4份的SSBR硫化胶0℃时的tanδ最大,抗湿滑性能最好。

石墨烯和碳纳米管的天然橡胶纳米复合材料的性能研究

采用湿法混炼工艺制备石墨烯/天然橡胶(NR)纳米复合材料和碳纳米管/NR纳米复合材料,研究石墨烯和碳纳米管用量对NR纳米复合材料性能的影响。结果表明:随着石墨烯和碳纳米管用量的增大,NR纳米复合材料的热导率和比热容均先增大后减小;石墨烯/NR纳米复合材料的300%定伸应力先减小后增大,石墨烯用量为2份的石墨烯/NR纳米复合材料的拉断伸长率最大;碳纳米管/NR纳米复合材料的300%定伸应力增大,碳纳米管用量为3份的碳纳米管/NR纳米复合材料的撕裂强度最大。随着温度的升高,石墨烯/NR纳米复合材料的相对介电常数呈先增大后减小的趋势,在110℃时最大;碳纳米管/NR纳米复合材料的相对介电常数呈增大的趋势。

片层钠基蒙脱土调控炭黑对天然橡胶/丁苯橡胶纳米复合材料性能的影响

采用乳液共混法先制备天然橡胶(NR)/片层钠基蒙脱土(Na-MMT)、丁苯橡胶(SBR)/Na-MMT和NR/SBR/Na-MMT母胶,再制备得到相应的NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料,研究Na-MMT对NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料的微观形貌、物理性能和耐磨性能的影响。结果表明:采用NR/Na-MMT母胶共混法制备的NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料中Na-MMT的分散效果最好,剥离状态的Na-MMT占比最大,炭黑的分散明显改善,片层Na-MMT可在一定程度上调控炭黑在NR/SBR/Na-MMT纳米复合材料中的偏析行为;该橡胶纳米复合材料的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率最大,阿克隆磨耗量最小(0.177 cm^(3)),磨耗表面沟壑最浅,耐磨性能最佳。

芳纶纳米纤维对丁腈橡胶胶料性能的影响

以芳纶纳米纤维(ANFs)和丁腈胶乳为原料制备ANFs预分散体,将其加入到丁腈橡胶(NBR)中制备ANFs/NBR复合材料(NBR胶料),探究ANFs用量对NBR胶料性能的影响。结果表明:ANFs用量为4份时,NBR混炼胶的加工安全性能最好,NBR硫化胶的交联密度、100%定伸应力、300%定伸应力和撕裂强度最大,耐油性能最好,tanδ峰值最小;随着ANFs用量的增大,NBR混炼胶和硫化胶的Payne效应逐渐增强,在温度为20~100℃时NBR硫化胶的储能模量逐渐增大。

不同类型抗湿滑树脂在白炭黑胎面胶中的协同应用研究

研究不同类型抗湿滑树脂在白炭黑胎面胶中的协同应用效果。结果表明:与空白配方胶料相比,加入不同组合抗湿滑树脂胶料的门尼粘度和交联密度降低,邵尔A型硬度、300%定伸应力和回弹值减小,拉伸强度和拉断伸长率增大,耐磨性能下降,白炭黑分散性和抗湿滑性能提高,滚动阻力增大;两种不同类型抗湿滑树脂的协同使用可以很好地平衡胎面胶的动态力学性能。

硅烷偶联剂TPTS和表面活性剂PEG-400协同改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

使用酰基硫代烷基三烷氧基硅烷(TPTS)和表面活性剂PEG-400(简称PEG-400)协同改性白炭黑,通过乳液复合法制备白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料,研究TPTS与PEG-400的配比对复合材料性能的影响。结果表明:与未改性白炭黑复合材料相比,改性白炭黑复合材料硫化速率提高,白炭黑自聚集现象减弱,加工性能改善,物理性能提高;当TPTS/PEG-400质量比为6/2时,改性白炭黑对NR的补强效果最为理想,复合材料的拉伸强度提高33.6%,300%定伸应力提高47.4%;在TPTS与PEG-400总用量恒定的情况下,随着PEG-400用量的增大,复合材料的滚动阻力呈降低趋势,但抗湿滑性能也会有所下降,通过TPTS和PEF-400的协同改性可以使复合材料在抗湿滑性能和滚动阻力间取得合适的平衡点。

橡胶/白炭黑连续液相混炼胶在轮胎中的应用

介绍橡胶/白炭黑连续液相混炼胶(EVEC)的生产工艺,根据填料-聚合物相互作用的相关理论分析EVEC良好的填料分散性、较低的滞后损失、优异的抗湿滑性能和耐磨性能。经室内试验、场地测试和实车路试验证,用EVEC胎面胶制造的载重轮胎和轿车轮胎具有燃油消耗低、二氧化碳排放少、制动距离短和使用寿命长的特点,在安全、节能、舒适和耐磨性能等方面的优势显著。EVEC轮胎的经济效益和社会效益显著。

蛇纹石酸浸渣制备白炭黑的工艺及其性能研究

以蛇纹石酸浸渣常压碱溶法制备的硅酸钠溶液为基础原材料,采用并流滴加法制备白炭黑,对白炭黑制备的工艺条件进行研究,并对制得的白炭黑进行表征。结果表明:白炭黑制备的优化工艺条件为二氧化硅质量分数11%,反应终点pH值8,反应温度80℃,电解质添加剂X(无机化合物)质量分数5%,搅拌速度300 r·min^(-1);在此条件下制得的白炭黑的平均粒径为6.96μm,DBP吸收值为2.40 mL·g^(-1),各项性能符合国家或行业标准要求。

石墨烯取代部分炭黑对减振橡胶材料动静刚度比的影响

研究了用石墨烯取代部分炭黑后,减振橡胶材料力学性能、耐磨性能及动静刚度比的变化规律。结果表明,当炭黑与石墨烯并用质量比为15/2.5和20/2时,胶料动静刚度比较低,而且胶料具有良好的力学性能、耐磨性以及耐老化性。固定炭黑与石墨烯并用质量比为15/2.5时,研究了硫磺体系对胶料性能的影响,结果表明,当硫磺与促进剂质量比为2.5/1.5时,硫化胶具有较低的动静刚度比和高的抗动态疲劳性能,且综合物理机械性能优良。

新型纳米碳材SG5在氯丁橡胶胶管内外胶中的应用研究

选用氯丁橡胶(CR)胶管内外胶配方,采用新型纳米碳材SG5替代配方中的N550进行试验,考察了SG5替代N550对硫化胶硫化特性、力学性能、耐磨性能、动态力学性能、生热及导热性能的影响。结果表明,随着SG5/N550共混比的增大,胶料的门尼粘度、M_(H)-M_(L)下降,t_(90)不变;硬度、拉伸强度、定伸应力略有下降,拉断伸长率、拉断永久变形增大,撕裂强度提高,耐磨性下降;硫化胶的导热系数增大,储能模量和损耗模量略有下降。

改性高岭土/炭黑补强胶料的性能研究

采用改性高岭土/炭黑补强胶料,从偶联剂种类、用量和改性方法3个方面探讨高岭土的改性效果及改性高岭土对胶料性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂KH550改性高岭土适用于胶料补强,高岭土表面的羟基与偶联剂反应形成烷基化合物,使改性高岭土能够对胶料起到良好的补强作用;与干法改性相比,球磨湿法改性可明显细化高岭土粉体;改性高岭土的引入降低了炭黑对胶料生热的影响,提高了胶料的拉伸强度和拉断伸长率,降低了滚动阻力。