应用橡胶加工分析仪研究白炭黑胶料的硅烷化反应和填料聚集

应用RPA2000橡胶加工分析仪测试白炭黑胶料的弹性模量变化,研究加工过程中白炭黑胶料的硅烷化反应及填料聚集情况。结果表明:白炭黑胶料中形成了一定数量的白炭黑-硅烷偶联剂-橡胶化学键,很大程度上遏制了白炭黑在胶料硫化过程中聚集;较高硫化温度虽然对减少白炭黑的聚集有利,但因为交联密度随之降低,导致白炭黑胶料的损耗因子(tanδ)仍增大;开炼机剪切作用在降低白炭黑胶料的门尼粘度同时打断了橡胶大分子链和破坏了白炭黑-硅烷偶联剂-橡胶交联结构,加剧了白炭黑聚集,使得白炭黑胶料的tanδ明显增大。

白炭黑/炭黑在橡胶复合材料中的聚集行为

分别以炭黑和白炭黑为主要补强填料制备了橡胶复合材料,采用橡胶加工分析仪的多种测试模式,对比研究复合材料在不同停放时间下的Payne效应,分析了不同停放时间下填料在聚集程度方面的差异,探究了炭黑、白炭黑抗聚集能力随停放时间的变化。分析了胶料在硫化温度热处理前后的Payne效应差异、硫化过程中各胶料的抗聚集能力。结合两类复合材料在不同温度下的流变测试结果,进一步分析了炭黑、白炭黑在不同热处理温度下的聚集情况。结果表明:炭黑填料分散略差但聚集程度不受高温影响;白炭黑填料分散较好且可以通过延长停放时间缓解高温导致的填料聚集加剧现象。

硫化温度对高填充NR物理化学网络的影响

采用核磁共振交联密度仪、橡胶加工分析仪以及扫描电子显微镜(SEM)等仪器研究了高填充天然橡胶硫化过程中内部物理化学网络的形成以及与硫化温度的关系。结果表明,在硫化温度变化范围内,硫化胶交联密度随硫化温度的升高呈现先增大后减小趋势,在145℃时交联密度最高,物理机械性能最佳;在硫化过程中,填料会重新分散和局部聚集,填料的分散性较混炼胶的有所提高;随着硫化温度的升高,填料局部聚集程度有所增大,但填料-橡胶网络没有发生明显变化;硫化过程中形成的化学交联网络会限制填料的聚集程度。