炭黑填充型粉末天然橡胶的密炼机塑炼特性研究

采用实验室微型密炼机(Brabender转矩流变仪)研究了炭黑填充型粉末天然橡胶[P(NR/HAF)]的密炼机塑炼/混炼性能,即塑炼时间、塑炼温度和转速等基本工艺参数对胶料门尼粘度的影响。与传统的块状天然橡胶/炭黑(NR/HAF)的密炼机混炼相比,P(NR/HAF)在密炼机混炼时具有较高的混炼温升和较快的升温速率,使得胶料在较高的温度下被塑炼,从而表现出与传统的NR/HAF不同的密炼机混炼特性,其最佳塑炼温度有所降低。通过逐步回归分析建立的"门尼粘度-塑炼条件"模型可以较好地拟合和预测不同塑炼条件下P(NR/HAF)密炼机塑炼后胶料的门尼粘度。

稀土掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶 (Ⅱ)微观结构与成粉机理

采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对稀土镝掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶EP（NR／HAF—Dy）]颗粒进行表面和截面微观分析，发现稀土镝掺杂炭黑（HAF—Dy）已在橡胶基体中形成良好分散，其平均分散粒径达到50～200nm。在此基础上，结合P（NR／HAF—Ln）的制备工艺，提出了P（NR／HAF—Dy）的成粉机理模型，认为在水相中良好分散的HAF—Dy与NR乳胶粒结合所形成的NR／炭黑凝胶网络粒子是构成P（NR／HAF—Dy）的基本单元，这也是HAF—Dy能在NR中形成纳米级分散的主要原因。

稀土掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶 (Ⅰ)制备与粒径分布

利用稀土(Ln)可与有机高分子化合物发生作用的性质,用稀土盐和炭黑以液相化学沉积法制备了稀土化合物掺杂炭黑(HAF-Ln),以增加炭黑粒子的表面活性,并将其与天然胶乳(NRL)共混,采用凝聚共沉法制备稀土掺杂炭黑填充型粉末天然橡胶[P(NR/HAF-Ln)]。透射电镜(TEM)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)、等离子发射光谱(ICP)分析表明,稀土可全部沉积到炭黑粒子表面;稀土可有效减少炭黑粒子的团聚,促进炭黑在水中的稳定分散。稀土的加入可提高NR胶乳与乳化炭黑构成的粉末体系的成粉率。

高耐磨炭黑填充型粉末NR研究 (Ⅲ)硫化胶的物理机械性能

研究了高耐磨炭黑(N330)填充型粉末天然橡胶[P(NR/N330)]硫化胶的物理机械性能。结果发现炭黑乳化剂、炭黑、操作油和包覆剂的用量及玻璃化转变温度对P(NR/N330)硫化胶的物理机械性能的影响比较明显。在适宜的粉末化条件下制备的P(NR/N330),其硫化胶的物理机械性能优于天然胶乳与炭黑的简单共沉胶(ENR/N330),而300%定伸应力则低于块状NR/N330机械混炼胶(MNR/N330)。P(NR/N330)硫化胶拉伸断面形貌的SEM分析表明,包覆剂在用量为15份时,与NR基体形成互锁结构;DSC分析表明,二者部分相容,因此硫化胶具有较好的物理机械性能。

稀土镝掺杂炭黑填充型粉末NR的硫化特性和硫化机理研究

采用液相化学沉积法和凝聚共沉法制备稀土镝掺杂炭黑填充型粉末NR[P(NR/HAF-Dy)],研究其在氧化锌配合和无氧化锌配合下的硫化特性,并对其硫化机理进行探讨。结果表明,在胶料中添加Dy可以提高胶料交联度,但提高幅度较氧化锌小,说明Dy对硫化反应的活化作用有限,不能代替氧化锌单独作活性剂使用;Dy可以延长焦烧时间,提高硫化速率和交联密度。在对胶料硫化特性和DSC曲线分析的基础上,提出Dy3+-Zn2+双金属活性中心硫化机理模型,认为该活性中心具有较大的位阻效应,延缓了其与S8的反应,并加快了多硫化物的断键速度,从而使P(NR/HAF-Dy)具有较长的t10和较快的硫化速率。