国产官能化溶聚丁苯橡胶BF2055M混炼胶性能研究

官能化溶聚丁苯橡胶(SSBR)在绿色高性能轮胎领域应用广泛,且牌号众多,选择三种在国内轮胎行业应用较多的进口官能化SSBR与国产官能化SSBR BF2055M进行综合性能比较。实验结果表明,SSBR BF2055M与进口SSBR相比,具有良好的白炭黑分散性、与白炭黑的亲和性、加工安全性,硫化速率快;硫化胶的定伸应力大、回弹性好、拉伸强度较高、压缩温升较低;具有更好的高抗湿滑性能和低滚动阻力性能的平衡性,能够给轮胎提供更好的驾驶安全性和节油性,适用于城市路面的四季胎。在胎面胶的配方开发上建议复配天然橡胶以提高硫化胶的耐磨性。

我国丁苯橡胶的供需现状及发展分析

分析了我国丁苯橡胶(SBR)的供需现状及发展前景。2023年,我国SBR的生产能力为1887 kt/a,表观消费量为1554 kt,预计2028年的生产能力和表观消费量将分别达到2200 kt/a和1700 kt。未来我国SBR产能将过剩,市场竞争更加激烈,今后要慎重新建或者扩建新产能,建议在完善现有生产技术的基础上,加快新产品和新技术的研究与开发,不断提高产品质量,降低生产成本,满足国内需求的同时积极开拓国外市场。

国产环保型填充油在溶聚丁苯橡胶中的应用研究

考察了中国石化济南分公司200#环保型橡胶填充油作为溶聚丁苯橡胶(SSBR)填充油及加工过程操作油的应用效果,并与德国汉圣公司V500填充油进行对比实验,探讨了200#填充油替代V500填充油的可行性。实验结果表明,200#填充油赋予橡胶更低的混炼胶门尼黏度、略优的加工性能、较高的加工安全性和较快的硫化速率,更优的动态性能,抗湿滑性提高9%,滚动阻力降低6%。200#填充油在SSBR中的应用效果略优于V500填充油,完全满足高性能SSBR使用要求。

环氧化溶聚丁苯橡胶改性的溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的性能

将环氧度为15%的环氧化溶聚丁苯橡胶作为改性剂,研究了环氧化溶聚丁苯橡胶对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的加工性能、物理机械性能、动态力学性能及白炭黑分散性等的影响。结果表明,环氧化溶聚丁苯橡胶的加入减缓了复合材料的硫化速率,混炼胶中的结合胶含量增大;溶聚丁苯橡胶/白炭黑硫化胶的定伸应力、耐磨性及回弹性能提高,压缩生热降低,同时硫化胶的抗湿滑性能得到提升、滚动阻力下降。

双官能化溶聚丁苯橡胶在轮胎胎面胶中的应用

使用国产双端官能化产品SSBR2060-N和日本Zeon公司单端官能化产品Nipol■NS616进行成品轮胎试制及性能评价。结果表明,使用SSBR2060-N制备的成品轮胎外边缘尺寸达到技术标准,抗湿滑性能和滚动阻力均达到了欧洲议会和欧盟理事会联合颁布的轮胎标签法规EU2020/740规定的双B轮胎级别,强度性能、高速性能和耐久性能等均与使用Nipol■NS616制备的成品轮胎相当且均能够满足国家标准要求。

硅烷偶联剂/月桂酸复合改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶复合材料性能的影响

使用硅烷偶联剂-氨丙基三乙氧硅烷(APTES)和月桂酸(LA)对白炭黑进行了复合改性,制备了复合改性白炭黑/溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料,研究了APTES和LA复合改性白炭黑对复合材料硫化特性、力学性能、抗湿滑性能和滚动阻力的影响。结果表明,经复合改性后,白炭黑在30~200℃之间的失重降低54%,团聚现象明显改善;复合改性白炭黑/SSBR复合材料的工艺正硫化时间为20.45min,拉伸强度达到18.8MPa,0℃和60℃的损耗因子分别为0.6788和0.1003。

湿法混炼制备高性能轿车胎胎面胶及其结构与性能

采用无粉尘污染的湿法混炼工艺将溶聚丁苯橡胶(SSBR)和白炭黑制备成湿法混炼胶M-SSBR/SiO_(2),再与顺丁橡胶(BR)通过机械混炼制备成轿车轮胎胎面混炼胶M-SSBR/BR/SiO_(2),并对其进行结构与性能研究。结果表明:与传统机械混炼制备的胎面混炼胶SSBR/BR/SiO_(2)相比,M-SSBR/BR/SiO_(2)的结合胶含量提高27%;并且Payne效应大幅度降低,说明填料分散性显著改善;M-SSBR/BR/SiO_(2)硫化胶的300%定伸模量提高17%,回弹性能提高16%,表征滚动阻力的60℃的tanδ降低24%,压缩生热降低30%。

碳纳米管束与白炭黑并用对溶聚丁苯橡胶导热性能及力学性能的影响

上世纪九十年法国米其林公司使用白炭黑研制成功了第一代绿色节油轮胎,白炭黑的加入使得轮胎的滚动阻力大大降低,但也存在着一些炭黑轮胎所未见到的缺点与不足,基于此,本文研究了阵列碳纳米管束(CNTBs)和无序的碳纳米管等填料,对SSBR复合材料各项性能的影响。结果表明,研究中的三种CNTBs都能够在橡胶基体中形成完整的网络体系。其中,GT205增强复合材料具有优异的纳米增强效应,静态力学性能增幅明显。此外,由于GT205具有优异的取向性及较高的分散性,添加GT205并不会明显增加复合材料的损耗因子(tanδ),且该CNTBs/SSBR复合材料的体积电阻率仅为对照组的1/6500,能够满足胎面胶导电性能的使用需求。

不同链化学结构丁苯橡胶与天然橡胶混容性研究

选择了三种丁苯橡胶 (SBR)———乳聚丁苯胶 (ESBR)、溶聚丁苯C(SSBR (C) )及溶聚丁苯B(SSBR(B) ) ,用红外光谱 (FTIR)分析了它们的链化学结构 .同时 ,用动态力学谱 (DMA)和示差扫描量热谱 (DSC)研究了这三种SBR与天然橡胶 (NR)的混容性 .结果表明 ,SSBR(B)与NR具有很好的混容性 .三种SBR与NR混容性的差别 。

硅烷偶联剂对SSBR/SiO_2混炼胶体系动态流变行为的影响

研究了高填充白炭黑(SiO2)补强溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)混炼胶体系的动态流变特性,分别考察了在2个混炼温度(120℃、160℃)下添加3种不同偶联剂(TESPT、TESPD、NXT)对其体系中SiO2粒子表面改性的效果.结果表明,在较低混炼温度下添加偶联剂,不利于SiO2粒子表面改性.在较高混炼温度下,偶联剂TESPT、PESPD、NXT均对SiO2粒子表面有改性效果,但同时引起混炼胶不同程度的焦烧,其中以TESPT最明显.随SiO2粒子表面改性程度的提高,出现“Payne效应”的临界应变(γc)值以及低频率(ω)区域lgG′-lgω曲线的斜率值均增大,反映出偶联剂对SiO2与SSBR相互作用的促进以及SiO2粒子分散的改善.

丁苯橡胶/天然橡胶复合体系动态力学性能

选取乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶 ( C)和溶聚丁苯橡胶 ( B) 3种典型的丁苯橡胶 ,研究了它们与天然橡胶复合体系的动态力学性能 .结果表明 ,溶聚丁苯橡胶 SSBR( B)具有特征的链化学结构 ,与天然橡胶有良好的混容性 .溶聚丁苯橡胶 /天然橡胶复合体系生热低 ,而且具有比较均匀的交联网状结构 .

国产溶聚丁苯橡胶T2000 R的微观结构及基本性能

采用傅里叶变换红外光谱分析、凝胶渗透色谱-激光光散射-自动黏度在线检测仪、动态力学性能分析及差示扫描量热仪等手段对国产溶聚丁苯橡胶(SSBR-T2000 R)的微观结构及其基本性能进行了分析与表征,并与乳聚丁苯橡胶(ESBR-1502)作了对比。结果表明,与ESBR-1502相比,SSBR-T2000 R具有分子量分布窄、数均分子量较高、重均分子量明显低、支化度低的特点;其链结构中顺式-1,4-结构含量高、反式-1,4-结构、1,2-结构含量低;热稳定性高于ESBR-1502;玻璃化转变温度比ESBR-1502低,说明其具有优异的低温性能;高弹态动态模量较低,但其动态损耗因子和动态生热低于ESBR-1502;其硫化特性为焦烧时间较长,而正硫化时间较短;用密炼机加工胶料,SSBR-T2000 R的耐屈挠龟裂性优于ESBR-1502,且压缩生热较低。

高乙烯基丁苯橡胶的合成及其阻尼性能的研究

用自制的乙氧基乙基吗啉(EOEM)作为结构调节剂,正丁基锂作为引发剂,制备了高乙烯基含量的溶聚丁苯橡胶(SSBR)。用气相色谱(GC)、核磁共振仪(1H-NMR)、动态粘弹谱仪(DMA)等分别测定了聚合时单体转化率、共聚物的微观结构以及产品的力学性能和阻尼因子tanδ。结果表明改变调节剂的用量以及反应温度,SSBR分子链段中的乙烯基含量可达73%,苯乙烯嵌段的含量为30%~50%,tanδ可高达0.9,样品具有良好的力学性能和阻尼性能。

溶聚丁苯橡胶接枝MAH的改性研究

为提高溶聚丁苯橡胶(SSBR)与极性物质的相容性,以马来酸酐(MAH)为极性单体对SSBR进行接枝改性。研究了MAH用量、引发剂过氧化苯甲酰(BPO)用量、反应时间和反应温度等对接枝聚合物(SSBR-g-MAH)的接枝率和凝胶率的影响。结果发现,随MAH、BPO用量增加和反应时间延长,接枝聚合物的接枝率呈现先增大后降低的变化趋势,而凝胶率变化则与之相反;随反应温度的升高,接枝率依然先增大后降低,但凝胶率却一直增大。热重分析表明接枝橡胶与SSBR具有相同的耐热性,分解温度均在360℃左右,并采用傅里叶红外法对接枝产物的结构进行了表征。

不同环保填充油对溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了3种环保芳烃油(TDAE)以及环烷油NAP 10对溶聚丁苯橡胶(SSBR)2557性能的影响。结果表明,在一定的范围内,填充芳烃含量高的填充油的胶料表现出了较高的充油效应,填充运动黏度低填充油的胶料的加工性能较好。填充NAP 10的胶料表现出了较高的邵尔A硬度及较低的生热和永久变形,填充TDAE的3种胶料均表现出较好的耐老化性能。填充TDAE 2的胶料具有较好的抗湿滑性,填充TDAE 3的胶料具有较好的轮胎操控性能。

偶联剂改性多壁碳纳米管填充溶聚丁苯橡胶的耐热性能

采用硅烷偶联剂改性多壁碳纳米管,制备了改性多壁碳纳米管填充的溶聚丁苯橡胶。研究了改性多壁碳纳米管用量及加入方式和偶联剂种类对溶聚丁苯橡胶耐热性能的影响,分别采用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa方法计算了溶聚丁苯橡胶的热分解活化能。结果表明,随着改性多壁碳纳米管用量的增加,改性多壁碳纳米管填充溶聚丁苯橡胶的起始分解温度下降,热分解活化能增大,热稳定性提高。用溶液共混法制得改性多壁碳纳米管填充溶聚丁苯橡胶的耐热性能要优于机械共混法。在用量相同的情况下,硅烷偶联剂KH550改性多壁碳纳米管对溶聚丁苯橡胶耐热性能的改善效果明显。

3-己酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷的合成及其在SSBR/SiO_2复合体系中偶联效果研究

以γ-巯丙基三乙氧基硅烷与己酰氯为单体,在N2保护与低温下合成偶联剂3-己酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷(HXT),将HXT与双-(3-乙氧基硅基丙基)二硫化物(TESPD)分别添加于溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)/SiO2混炼胶复合体系中.采用流变学方法表征复合体系的动态粘弹行为,发现HXT可改善填料和基体的相互作用,有效阻止SiO2粒子在加工过程中的团聚.与TESPD相比较,含HXT体系具有较高“Payne效应”临界应变值.

白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料的填料网络结构与动态黏弹性能

用橡胶加工分析仪研究了白炭黑用量和偶联剂Si 69原位改性对白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料中填料网络结构与动态黏弹性能的影响。结果表明,白炭黑用量为30份(质量,下同)时网络结构尚未形成,不能测定结合胶;填充了50份和70份的白炭黑复合材料的结合胶含量较低,其网络结构的结点类型以刚性结点为主,混炼胶和硫化胶的Payne效应明显。混炼胶的温度扫描结果表明,随白炭黑用量增加,复合材料中填料的聚集程度加剧。经Si 69原位改性后,复合材料的结合胶含量大大提高,网络结构的结点类型以柔性结点为主,混炼胶和硫化胶的Payne效应明显减弱。在10.04%的大应变下进行频率扫描时,经Si 69原位改性硫化胶的储能模量和损耗因子随频率的增大而增大,且明显低于未改性者。

溶聚丁苯橡胶SSBR 2305在轮胎胎面胶中的应用

采用国际标准基本配方和工厂实用胎面胶配方考察了锡偶联改性SSBR2305的物理机械性能,并以动态粘弹谱仪考察了该橡胶用于轮胎胎面胶时的滚动阻力和抗湿滑性。结果表明,SSBR 2305的物理机械性能与ESBR 1502的相近,SSBR 2305硫化胶的物理机械性能完全可以满足实际应用的要求。SSBR 2305表现出类似于 ESBR 1502和 ESBR 1712的高抗湿滑性能,同时又具有接近于 NR和 BR的低滚动阻力。在胎面胶研究配方中,SSBR 2305可实现高抗湿滑性和低滚动阻力的良好平衡。

调节剂对连续聚合溶聚丁苯橡胶乙烯基含量的调节

在连续聚合工艺条件下,采用调节剂四氢呋喃(THF)和复合调节剂对溶聚丁苯橡胶(SSBR)的乙烯基含量进行调节。结果表明,SSBR的乙烯基含量与THF/n-BuLi的相关性不强,而与THF的用量呈现较好的线性相关;与THF调节体系相比,复合调节体系对乙烯基结构的调节能力更强;连续聚合的SSBR相对分子质量分布宽,综合性能优于间歇聚合产品,其中高苯乙烯基和高乙烯基SSBR具有较高的抗湿滑性能。