硫化温度对天然橡胶/顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用胶性能的影响

研究硫化温度对天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)/反式丁戊橡胶(TBIR)并用胶(并用比35/45/20)性能的影响,并与NR/BR并用胶(并用比为45/55)进行对比。结果表明:随着硫化温度由140℃升至180℃,NR/BR和NR/BR/TBIR胶料的硫化曲线平坦性变差,t_(10)和t_(90)明显缩短,交联密度降低;NR/BR和NR/BR/TBIR硫化胶的硬度和定伸应力降低,拉断伸长率提高,撕裂强度变化不大,回弹值略有减小,压缩温升略有升高;在较宽的硫化温度范围内,TBIR可明显改善NR/BR并用胶的相容性和耐疲劳性能。

硫化条件对天然橡胶/反式丁戊橡胶并用胶应用性能的影响

研究了硫化温度和硫化时间对天然橡胶(NR)和NR/反式丁戊橡胶(TBIR)并用胶应用性能的影响。结果表明,在相同的硫化温度下,NR与NR/TBIR并用胶的焦烧时间、工艺正硫化时间和交联密度几乎一致。对比140℃、150℃和160℃硫化温度下NR和NR/TBIR硫化胶的性能,NR/TBIR并用胶在160℃下硫化时磨耗性能和滚动阻力优势最大,150℃硫化时疲劳性能优势最大。对比160℃下的硫化时间,发现其变化不会明显影响TBIR在NR体系中的磨耗性能、滚动阻力和疲劳性能优势的发挥。

天然橡胶/丁苯橡胶/反式丁戊橡胶并用胶的性能研究

研究反式丁戊橡胶(TBIR)对天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)并用胶性能的影响。结果表明:用15份TBIR替代NR,NR/SBR/TBIR并用胶的NR与SBR相容性改善,拉伸强度和定伸应力略有降低,耐磨性能、耐压缩疲劳性能和耐屈挠疲劳性能提高;用15份TBIR替代SBR,NR/SBR/TBIR并用胶的NR与SBR相容性明显改善,拉伸性能变化不大,耐磨性能、耐压缩疲劳性能和耐屈挠疲劳性能提高;用15份TBIR替代NR/SBR并用胶,NR/SBR/TBIR并用胶的大部分性能介于TBIR单独替代NR与SBR并用胶的性能之间,抗湿滑性能提高,滚动阻力降低;在NR/SBR并用胶中直接加入6份TBIR,NR/SBR/TBIR并用胶的NR与SBR相容性改善,耐磨性能、耐压缩疲劳性能和耐屈挠疲劳性能提高,抗湿滑性能和滚动阻力降低。

高模量天然橡胶/顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用胶的配方设计与性能

研究了反式丁戊橡胶(TBIR)和低门尼黏度反式丁戊橡胶(LTBIR)改性炭黑增强高模量天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)并用胶的结构与性能。结果表明,采用TBIR和LTBIR都可以明显改善NR与BR的相容性;相比NR/BR并用胶,同时采用TBIR和LTBIR改性并减少4份(质量)炭黑使用量的高模量NR/BR并用胶的力学性能和回弹性能得到改善,磨耗体积降低13%,压缩生热降低10%,滚动阻力降低20%,1级屈挠疲劳寿命提高约1.6倍,6级屈挠疲劳寿命提高约1.1倍。

反式丁戊橡胶对胶辊用丁苯橡胶/天然橡胶共混胶性能的影响

以天然橡胶、丁苯橡胶和反式丁戊橡胶为主体制备胶辊用橡胶共混材料,考察了反式丁戊橡胶配比对共混胶的相容性、硫化特性、力学性能、耐磨性能及耐老化性能等的影响。结果表明,反式丁戊橡胶用量从0增大到20份(质量)时,共混胶的交联密度逐渐增大,硫化时间缩短;拉伸强度逐渐增大,硬度小幅上升,压缩永久变形呈下降趋势,耐磨性能提高;三种橡胶的相容性良好,填料的分散性和共混胶耐老化性能得以改善。

天然橡胶/反式丁戊橡胶共混物在全钢子午线轮胎胎面胶中的应用

以天然橡胶(NR)为主体材料的全钢子午线轮胎胎面胶耐磨性普遍较差,为了提高耐磨性,并保持良好的综合性能,文中将全反式丁戊橡胶(TBIR)引入全钢子午线轮胎胎面橡胶配方,探讨TBIR部分代替NR对其性能影响。结果表明,随着TBIR含量提高,胎面胶耐磨性能显著提高,滚阻降低;通过原子力显微镜及差示扫描量热分析对胶料结晶性的研究,发现TBIR的并用量不宜过高,否则结晶度过高,对加工性能不利; TBIR并用量在20~30 phr时胶料各项性能最优。为了改善加工性能,讨论了TBIR塑炼对共混胶流变性能及各项物理性能的影响。

高性能载重子午线轮胎天然橡胶/反式丁戊橡胶胎面胶的配方优化

研究高性能载重子午线轮胎天然橡胶(NR)/反式丁戊橡胶(TBIR)(并用比90/10)胎面胶的配方优化。结果表明:相比炭黑补强NR/TBIR并用胶,炭黑/白炭黑(并用比40/15)补强NR/TBIR并用胶的硬度、定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能略有降低,抗湿滑性能保持不变,滚动阻力降低20%,压缩温升下降17%;在该配方基础上增大10%的促进剂和硫黄用量,得到优化配方。相比炭黑补强NR胎面胶,优化配方NR/TBIR胎面胶具有优异的力学性能和动态性能,在拉伸强度和抗湿滑性能基本不变的前提下,滚动阻力降低26%,压缩温升下降20%,耐磨性能提高5%。本优化配方适用于低滚动阻力高性能载重子午线轮胎胎面胶。

反式丁戊橡胶的特性及其在动态橡胶制品中的应用研究进展

介绍反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(简称反式丁戊橡胶,TBIR)的特性及其在动态橡胶制品中的应用研究进展。TBIR由丁二烯和异戊二烯两种结构单元组成,具有高反式-1,4-结构,分子链柔顺,玻璃化温度低,可以改善天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等通用橡胶并用胶的相容性和共硫化特性及其填料分散性。含TBIR的胶料耐疲劳性能和耐磨性能优异、滚动阻力和生热低。TBIR在高性能绿色轮胎、减震制品、输送带、传动带、橡胶履带及健身弹力带等领域具有广阔的应用前景。

不同硫化体系对反式丁戊橡胶性能的影响

研究了普通硫化(CV)体系、半有效硫化(SEV)体系、有效硫化(EV)体系、过氧化二异丙苯(DCP)硫化体系、DCP/硫黄(DCP/S)复配硫化体系对反式丁戊橡胶性能的影响。结果表明,CV体系、SEV体系和EV体系的硫化速率相差不大,DCP硫化体系的硫化速率和交联程度最低,而DCP/S复配硫化体系的硫化速率有所提高,转矩明显增加。仅使用DCP硫化体系的硫化胶的交联程度最低、结晶程度最高,低温时因存在结晶现象损耗因子(tanδ)最小,而当结晶熔融后,tanδ最大,使用CV体系、SEV体系和DCP/S硫化体系的硫化胶的tanδ相对较小,使用EV体系硫化的tanδ居中。各硫化胶的拉伸强度、100%和300%定伸应力按照从大到小的顺序均为:DCP硫化体系、EV体系、DCP/S硫化体系、SEV体系和CV体系;硫化胶的耐磨性能按照从优到劣的顺序依次为:EV体系、DCP硫化体系、SEV体系、CV体系和DCP/S硫化体系;不同硫化体系硫化胶的结晶程度关系为:DCP硫化体系大于EV体系,DCP/S硫化体系的较小,而SEV体系和CV体系的则不结晶。

天然橡胶/稀土顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能

研究了三种丁二烯结构单元含量和门尼粘度不同的反式丁戊橡胶(TBIR)改性天然橡胶/稀土顺丁橡胶(NR/Nd-BR)并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能。结果表明,相比NR/Nd-BR(50/50)并用混炼胶,NR/Nd-BR/TBIR(45/45/10)并用混炼胶的Payne效应明显降低,填料网络结构明显削弱。填料分散度仪表明TBIR明显改善了炭黑在NR/Nd-BR并用橡胶基体中的分散,动态热机械性能分析仪(DMA)表明TBIR明显改善了NR与Nd-BR之间的相容性。NR和Nd-BR相容性的改善以及炭黑在橡胶基体中分散性的改善致使含TBIR的缺气保用轮胎胎侧支撑胶在力学强度基本不变的前提下,耐疲劳性能明显提高,滚动阻力和压缩生热降低。

丁二烯结构单元的含量对反式丁戊橡胶性能的影响

研究了丁二烯结构单元的含量(0~24.3%(mol))对反式丁戊橡胶(TBIR)性能的影响。结果表明,随丁二烯结构单元含量的提高,TBIR大分子链的热稳定性改善;硫化过程焦烧时间和工艺正硫化时间略有延长,硫化速率降低,交联密度略提高;硫化胶结晶性能大幅度削弱直至消失。强结晶性赋予丁二烯含量为0%(mol)和8.5%(mol)的TBIR硫化胶呈现强而韧的拉伸行为,其拉伸强度和定伸应力较高,拉断伸长率较低;丁二烯含量为16.3%(mol)和24.3%(mol)的TBIR硫化胶呈现典型的硫化橡胶的拉伸行为,其拉伸强度和定伸应力较低,拉断伸长率较高。同时随丁二烯结构单元含量的提高,TBIR硫化胶的滚动阻力和压缩生热降低,耐湿滑性能、耐磨耗性能、回弹性能和耐老化性能改善。丁二烯结构单元含量的适量提高可显著改善反式丁戊橡胶的"魔鬼三角"性能。

反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶改性的高性能轿车轮胎胎面胶的结构与性能

研究了新一代合成橡胶-反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)在高性能轿车轮胎胎面胶(溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR))中的应用及SSBR/BR/TBIR共混胶的结构与性能.结果表明,相对于无定型的SSBR和BR,TBIR由于具有一定的结晶性而呈现出较高的生胶强度、模量和韧性.但相比反式聚异戊二烯(TPI),由于丁二烯单体单元的引入降低了聚合物链的结构规整性,TBIR的结晶熔融焓、熔点和玻璃化转变温度均明显降低.采用10~20份TBIR与SSBR/BR并用改性,同时加入30份炭黑和45份白炭黑,SSBR/BR/TBIR混炼胶的格林强度和定伸应力提高,焦烧时间(tc10)和工艺正硫化时间(tc90)基本保持不变.SSBR/BR/TBIR混炼胶经过150oC硫化反应,制备的硫化胶物理机械性能优异,抗拉伸疲劳性能提高4.6~6.3倍,压缩强度提高21.4%~23.1%,耐磨耗性能提高10.8%~15.1%,耐湿滑性能提高13.6%~40.4%,滚动阻力维持不变.填料分散仪和透射电镜(TEM)结果表明,相比SSBR/BR硫化胶,SSBR/BR/TBIR硫化胶填料分散度提高7.3%~14.9%,填料聚集体平均尺寸降低1.4~2.7μm.可结晶的TBIR的高生胶强度及模量可显著抑制混炼胶中填料的聚集,改善硫化胶中填料的分散性,最终贡献于SSBR/BR/TBIR硫化胶优异的抗拉伸疲劳性、高的耐磨性、抗湿滑性、压缩强度、定伸模量等性能,TBIR是应用于高性能轿车轮胎胎面胶的一种理想新合成橡胶.

反式丁戊共聚橡胶中低分子量组份的分析

采用变温气相收集和恒温溶剂分级的方法采集了二氯化镁负载四氯化钛催化体系合成的反式-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)中的可挥发及低分子量组份。采用核磁共振氢谱(^(1)H-NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)及气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)对收集的各组份进行表征。结果表明,沸腾乙醚抽提可溶物组份含量约50%(wt),由低分子量的反式-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶及少量丁二烯与异戊二烯的二聚体和低聚物组成;丙酮可溶物组份含量约7.6%(wt),由聚合过程中助催化剂三异丁基铝引发生成的重均分子量为几百的异戊二烯-丁二烯二聚体和/或多聚体构成;低温气相收集挥发物组份中主要是异戊二烯单体,随气相收集温度的升高,挥发物中单体含量减少,异戊二烯-丁二烯二聚体出现并逐渐增加。

高性能卡车轮胎胎面胶的配方及性能

卡车轮胎胎面胶常采用天然橡胶(NR)作为橡胶基体材料,为进一步降低卡车轮胎胎面胶的滚动阻力、提高耐磨耗性能和动态疲劳性能,研究了新一代反式橡胶—高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)在卡车轮胎胎面胶中的应用。研究表明,采用10~20份TBIR与NR并用,NR/TBIR混炼胶格林强度及100%定伸应力较NR混炼胶均显著提高。与NR硫化胶相比,NR/TBIR硫化胶拉伸性能和耐湿滑性能保持不变,撕裂强度和弹性略有提高,压缩生热降低,耐屈挠疲劳性能提高约1~2倍,滚动阻力降低10%,DIN耐磨耗性能提高18%~25%,阿克隆耐磨耗性能提高17%~25%。体视显微镜和扫描电镜(SEM)均表明,NR硫化胶磨耗表面粗糙、磨削尺寸较大;而NR/TBIR硫化胶表面比较光滑、磨削尺寸较小。因此,TBIR与NR并用可制备高性能(节油、安全、长服役时间)卡车轮胎胎面胶。

再生橡胶高性能化策略及其结构与性能研究

研究了再生橡胶(RR)的高性能化策略及反式-1, 4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)/RR并用胶的结构与性能。结果表明,实验用再生橡胶由100份橡胶和58份填料组成;采用100份TBIR与58份炭黑共混制备TBIR母炼胶,90～60份RR与10～40份TBIR母炼胶按比例共混,相比RR硫化胶,RR/TBIR并用硫化胶具有非常优异的综合性能:拉伸强度提高33%～83%,100%定伸应力提高31%～75%,撕裂强度提高39%～76%,邵A硬度提高3%～11%,弹性提高30%～65%,耐磨耗性能提高11%～25%,100%伸张疲劳寿命提高0.5～2.1倍,耐屈挠疲劳裂纹引发性能提高1.0～7.3倍,耐热空气老化性能提高11%～59%,耐臭氧老化性能提高5%～27%,滚动阻力降低20%～42%。通过RR与TBIR简单的物理共混,可实现RR更完善的橡胶网络结构及优异的物理机械性能,为廉价橡胶材料的再生利用提供高性能化方案与策略,赋予再生橡胶更广泛的用途。

交联密度和交联键分布对NR/TBIR硫化胶应用性能的影响

通过在普通硫磺硫化体系(CV)、半有效硫磺硫化体系(SEV)和有效硫磺硫化体系(EV)中变化促进剂/硫磺用量调控硫化胶的交联密度和交联键分布,研究其对天然橡胶(NR)和NR/反式丁戊橡胶(TBIR)硫化胶应用性能的影响。结果表明,交联密度是影响硫化胶应用性能的关键,在CV、SEV和EV硫化体系中提高交联密度,NR和NR/TBIR硫化胶的硬度、定伸应力、耐磨耗性能逐渐提高,拉断伸长率、耐疲劳性能和滚动阻力逐渐降低。在同样的交联密度下调控交联键类型由多硫键向单硫键和双硫键转变,NR和NR/TBIR硫化胶的耐疲劳性能显著下降。在同样的交联密度和交联键分布下,NR/TBIR硫化胶相比NR硫化胶均具有更优异的耐磨耗性能和耐疲劳性能以及更低的滚动阻力,相比NR硫化胶,降低交联密度会使NR/TBIR硫化胶在耐磨耗性能上具有更大优势,降低交联密度、提高多硫键比例会使NR/TBIR硫化胶在耐疲劳性能上具有更大优势。