炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性

研究了炭黑(CB)结构和橡胶基体极性对复合材料在高频区介电特性的调控作用.结果表明,与极性较强的丙烯酸酯橡胶体系相比,非(弱)极性硅橡胶体系与CB相互作用较弱,渗流阈值较低,界面极化弱,高频区介电常数随频率增大衰减较小. CB粒径大且比表面积小,虽不利于渗流网络的形成,但高频介电特性随频率衰减较小.比表面积小且结构度低的CB填充弱极性的硅橡胶体系在高频区具有较大介电常数,有望实现人体肌肉和脂肪的宽频化介电特性仿真.

炭黑填充橡胶复合材料动态力学性能和生热预报

基于应变放大因子的概念，对炭黑填充橡胶的动态力学性能和在不同外载条件下的生热性能作了分析预报。对非均一橡胶复合部件或混炼不充分导致炭黑分散不均匀胶料的生热性能和动态模量进行了研究，用两种材料并联而成的复合材料模型说明了炭黑分散度对橡胶性能的影响。结果表明，随着炭黑分散度的提高，动态模量和滞后损失都下降，并且趋于炭黑完全分散时的值。还对复合部件在不同外载条件下的生热情况和动态性能作了比较。

炭黑填充橡胶复合材料动态力学性能和生热预报

:基于应变放大因子的概念 ,对炭黑填充橡胶的动态力学性能和在不同外载条件下的生热性能作了分析预报。对非均一橡胶复合部件或混炼不充分导致炭黑分散不均匀胶料的生热性能和动态模量进行了研究 ,用两种材料并联而成的复合材料模型说明了炭黑分散度对橡胶性能的影响。结果表明 ,随着炭黑分散度的提高 ,动态模量和滞后损失都下降 ,并且趋于炭黑完全分散时的值。

温度对炭黑填充橡胶复合材料力学性能影响的实验研究

采用岛津万能试验机对天然与丁苯共混橡胶(NSBR)试件进行不同温度下多步松弛循环加卸载实验和单向拉伸加卸载循环实验,对比两者的宏观力学响应,并研究温度对炭黑填充复合材料力学性能的影响.结果表明:(1)随着温度的升高,未填充橡胶逐渐变"硬",而炭黑填充橡胶是"先变软后变硬".(2)随着温度的升高,橡胶的迟滞损耗呈线性减小.(3)比较单向拉伸和应力松弛平衡点的应力应变曲线,填充橡胶"先变软后变硬"的温度转折点不同,这是由于应力松弛过程基本消除了粘弹性效应.

含多巯基化合物的白炭黑填充橡胶复合材料及其制备方法

授权公告号:CN 107022126B授权公告日:2019年2月12日专利权人:成都硅宝科技股份有限公司、北京化工大学发明人:吴友平、孙钲、任宏远等本发明公开了一种多巯基化合物的白炭黑填充橡胶复合材料及其制备方法,其组分和用量为:不饱和橡胶或其并用胶 100,白炭黑 10~100,多巯基化合物 0. 01~10。按双键∶巯基摩尔比(0.01∶1)^(n-1∶n)加入含双键的硅烷偶联剂或者不加入含双键的硅烷偶联剂(n为每分子多巯基化合物的巯基个数)。本发明可以根据生胶与白炭黑品种、制品性能需求和原料成本等灵活调节白炭黑-橡胶界面作用,达到优于普通巯基类硅烷偶联剂的效果,且预反应工艺简便,易于工业化实施。

混炼工艺对炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响

选用干法密炼机混炼、湿法开炼机混炼、湿法密炼机混炼和湿法连续混炼四种混炼工艺,通过测定硫化特性、物理机械性能、动态力学性能和炭黑分散度等探究不同混炼工艺对炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响。结果表明,湿法混炼胶的综合性能优于干法混炼胶,湿法连续混炼工艺制备的混炼胶的性能最佳,同时提高了混炼各个工序之间的连续性和自动化程度。

一种含硫酰肼改性炭黑/橡胶复合材料及其制备方法和应用

申请公布号:CN 118185149A;申请公布日:2024年6月14日;申请人:华南理工大学、黄埔绿色先进材料技术研究院;发明人:唐征梅、汪冬、郭宝春等。本发明介绍了一种含硫酰肼改性炭黑/橡胶复合材料及其制备方法和应用。该方法包括:将生胶、炭黑、含硫酰肼、活化剂、微晶蜡和防老剂依次加入密炼机中进行一段混炼,将获得的混合物和硫化体系加入密炼机中进行二段混炼,将获得的混炼胶在开炼机中进行三段混炼,模压后制得含硫酰肼改性炭黑/橡胶复合材料。本制备方法中,含硫酰肼中的酰肼基团与炭黑表面含氧基团反应;另一方面,含硫酰肼中多硫键或巯基与橡胶基体发生反应,因此能够改性炭黑填充的二烯烃橡胶复合材料,改善炭黑的分散状态,提高炭黑-橡胶的界面结合,从而提高炭黑/橡胶复合材料的静态力学性能,显著地降低滚动阻力和动态疲劳生热,提升动态疲劳性能。

炭黑-石墨烯杂化材料增强天然橡胶复合材料的性能研究

利用炭黑颗粒掺杂石墨烯得到炭黑-石墨烯纳米杂化粒子,经乳液复合制备炭黑-石墨烯/天然橡胶母胶,然后通过密炼制得炭黑-石墨烯/天然橡胶纳米复合材料,研究掺杂体系内炭黑用量对炭黑-石墨烯/天然橡胶复合材料的微观形貌、力学性能、压缩生热性能和耐磨性能的影响。结果表明:炭黑颗粒吸附在石墨烯表面,有效抑制了石墨烯的堆叠,从而减少了大片径多层石墨烯的形成,且随着炭黑用量的增大,石墨烯的裸露区域逐渐减少;当掺杂体系中炭黑/石墨烯用量比为10/1时,石墨烯在橡胶中的分散状态得到明显提升,复合材料的宏观力学性能、压缩生热性能和耐磨性能均明显改善。

橡胶复合材料中炭黑微观结构图像的拟合算法

将炭黑聚集体视为由多个圆形原生粒子构成,对橡胶复合材料中炭黑聚集体形态进行图像拟合分析。基于炭黑补强橡胶复合材料的微观结构图像,在采用图像分割和阈值迭代等方法处理图像背景缺陷的基础上,研究了轮廓骨架算法、最大内切圆算法和K-means聚类算法3种拟合算法处理炭黑聚集体图像,并用峰值信噪比和结构相似度2个指标对图像拟合效果进行评价。结果表明,轮廓骨架算法拟合炭黑聚集体形态效果最优,更适用于炭黑补强橡胶复合材料微观结构重构时对炭黑聚集体形态的描述。

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。

纳米导电纤维和导电炭黑并用填充硅橡胶复合材料的电性能

本文研究了纳米导电纤维（Nano-F）与导电炭黑（HG－CB）填充硅橡胶复合材料的电性能，Nano－F／HG—CB填充硅橡胶复合材料具有高的导电性；电阻率随温度增加在25～40℃之间呈负温度系数，而在40～120℃之间电阻率变化不大，具有较高的热稳定性；在不同温度下的伏-安特性呈欧姆线性关系．探讨了这种复合材料的导电机理．

高结构导电炭黑填充硅橡胶复合材料的性能

研究了导电炭黑(HG -CB)的高结构对乙烯基甲基硅橡胶(VMQ -110)复合材料电性能和机械性能的影响。由TEM观察看出 ,随HG -CB用量增加 ,其在硫化胶中形成的导电网络逐渐完善 ,用量达19份 (质量份 ,下同 )时已形成完整的导电网络 ,导电机理可用电子隧道效应来解释。同时随HG -CB填充量增加 ,复合材料的拉伸强度、硬度增大 ,但对VMQ -110的硫化有影响 ,欠硫现象严重。HG -CB的用量一般控制在10～15份 ,所得硅橡胶复合材料具有较佳的电性能和机械性能。

单体接枝改性制备炭黑填充型天然橡胶复合材料

在炭黑 (HAF)、天然 (NR)胶乳为主的体系中 ,引入适当的单体 (M ) ,利用单体对橡胶乳液接枝的同时 ,与炭黑表面发生接枝反应 ,实现其与橡胶大分子链通过化学键相连接 ,制备炭黑填充型天然橡胶复合材料 (NR/HAF/M) .复合材料表现为良好的力学性能。

炭黑填充型硅橡胶复合材料的制备及其性能研究

以硅橡胶为基体,T60导电炭黑为填料,制备了填充型硅橡胶复合材料。研究了炭黑填充量、硫化剂用量以及硫化时间对橡胶物理性能和导电性能的影响。结果表明:炭黑填充量、硫化剂用量以及硫化时间均会对橡胶的物理性能和导电性能产生影响。其中,炭黑填充量对橡胶的导电性能影响最为显著。当炭黑用量为20份,硫化剂用量为7份,硫化时间为11 min时,所得橡胶的物理和导电性能最佳,拉伸强度为5.67 MPa,扯断伸长率为133.1%,撕裂强度为16.9 kN/m,邵尔A硬度为81,体积电阻率为165Ω.cm。

胶乳反应改性法制备炭黑填充型丁腈橡胶复合材料

在以丁腈橡胶 (NBR)胶乳、炭黑 (HAF)为主的体系中 ,通过引入适当的单体———甲基丙烯酸甲酯 (MMA)或丙烯酸丁酯 (BA) ,利用单体对橡胶乳液的接枝 ,与HAF表面产生化学结合 ,从而改善了炭黑在橡胶中的分散性 ,加强了橡胶与炭黑之间的结合 ,制备出了具有优良力学性能和耐热性能的炭黑填充丁腈橡胶复合材料 .文中还考察了NBR、HAF与单体的接枝效果 ,并对复合材料的力学性能、热性能及动态力学性能进行了研究 ,通过扫描电镜 (SEM)探讨了复合材料的微观结构 .

基于周期性边界条件的炭黑填充橡胶复合材料力学行为的预测

在分析炭黑填充橡胶复合材料的宏观与细观特征之间联系的基础上,提出了具有随机分布形态的代表性体积单元,推导并应用了周期性细观结构的边界约束条件,建立了三维多颗粒夹杂代表性体积单元的数值模型,对炭黑填充橡胶复合材料的宏观力学行为进行了模拟仿真。研究表明,该模型通过周期性边界条件的约束保证了宏观结构变形场和应力场的协调性;计算得到的炭黑填充橡胶复合材料的弹性模量明显高于未填充橡胶材料,并随着炭黑颗粒所占体积分数的增加而增大;该模型对复合材料有效弹性模量的预测结果与实验结果吻合较好,而且比Bergstrom三维模型的预测结果更好,证实了该模型能够用于炭黑颗粒增强橡胶基复合材料有效性能的模拟分析。

华光炭黑填充丁苯橡胶纳米复合材料的结构与性能

研究华光炭黑用量对丁苯橡胶(SBR)复合材料性能的影响,并与炭黑N330进行对比。结果表明:与炭黑N330相比,华光炭黑具有中空结构、较大的比表面积和较高的结构性;相同用量华光炭黑填充SBR胶料的门尼粘度和拉伸强度较大,导电性能和导热性能较好。随着炭黑用量的增大,两种复合材料的物理性能、导电性能和导热性能均提高。当华光炭黑用量为15份时,华光炭黑/SBR复合材料已成为导电材料。

SiO_2纳米粉对炭黑/硅橡胶复合材料的压阻、阻温特性的影响

研究了添加导电炭黑和SiO2纳米粉的硅橡胶复合材料的导电机理、压阻及阻温效应.发现：添加15g导电炭黑的硅橡胶（硅橡胶为100g，下同）的压阻效应，随着纳米SiO2量的增加显著提高．在一定压力范围内，电阻随压力增加而呈线性增加,只添加15g导电炭黑的硅橡胶材料的电阻率随温度升高而略为降低，而加入纳米级气相法生产的SiO2的炭黑／硅橡胶复合材料的电阻随温度增加而增加且其导电机制为欧姆导电,其电导率受导电团聚体间的电导率控制.

炭黑-丁腈橡胶涂层复合材料的导电性能

将导电炭黑与丁腈橡胶混合制备导电聚合物复合材料，这种材料的电阻率随温度的变化呈正温度系数（ Ｐ Ｔ Ｃ）效应。讨论了不同的掺入炭黑粒子浓度、混炼和硫化及成膜溶剂对室温电阻率及 Ｐ Ｔ Ｃ效应的影响。

炭黑/硅橡胶复合材料的压阻特性研究与改进

我们对柔性挤压应力传感器 ,炭黑 /硅橡胶复合材料的压阻特性进行了研究 ,提出了其压力 -电阻的简化理论计算公式。实验研究表明 ,通过添加有机溶剂和SiO2 纳米粉可以有效地提高炭黑分布的均匀程度和复合材料的弹性模量 ,从而改善复合材料的压阻性能。用这种复合材料制备的力敏元件不受被测物体表面形状的限制 ,可以被广泛应用于各种规则和不规则曲面的挤压应力测量。