炭黑-二氧化硅双相填料的结构与灰化性能研究

通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、氮吸附比表面积、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析研究3种炭黑-二氧化硅双相填料(CSDPF)(分别为CSDPF A,CSDPF B和CSDPF C)的微观结构和灰化性能。FTIR和XPS分析结果显示,CSDPF含有炭黑和二氧化硅两种组分。SEM和TEM分析结果显示,不同CSDPF的比表面积和灰化性能存在较大差异,随着灰化温度的升高,炭黑相先从CSDPF中去除,导致CSDPF的比表面积增大,之后二氧化硅的烧结占主导,导致CSDPF的比表面积减小。SEM分析结果显示,在高温灰化时,CSDPF A和CSDPF B首先形成球形聚集体,由于二氧化硅稳定性不同,球形聚集体可烧结形成更大的球形聚集体或片状甚至网状结构,CSDPF C在灰化过程中形成蜂窝状结构且其变化较小。CSDPF A和CSDPF B中白炭黑大部分分布在其内部,CSDPF C中白炭黑大部分分布在其表面。

炭黑-二氧化硅复合填料的开发

本文重点介绍了卡博特公司新开发的炭黑 -二氧化硅复合填料 Ecoblack的性能及其应用。

炭黑-二氧化硅复合填料的开发(续)

文中重点介绍了卡博特公司新开发的炭黑 -二氧化硅复合填料

应变速率对炭黑填充丁苯硫化胶应力-应变行为的影响

橡胶材料的应力-应变行为是决定其应用性能的关键指标之一,不同使用条件特别是应变速率对橡胶材料的性能提出了不同的要求。从炭黑补强橡胶的角度出发,系统研究N330、N660和N774这3种炭黑填充丁苯硫化胶的应力-应变行为随应变速率的变化情况。实验发现,丁苯硫化胶的定伸应力均随应变速率增加而增加,且炭黑的补强性能越高定伸应力的增加幅度越大;对任一硫化胶,定伸应力的增长幅度均随应变的增加而减小;当应变达到某一临界值(如300%)时,应变速率对定伸应力增长幅度的影响趋于一致,与是否填充炭黑及炭黑的补强性能无关。在准静态的拉伸测试中,炭黑在橡胶基体中形成的网络化结构将随应变的增加而逐渐破坏,但破坏程度主要与应变大小有关而与应变速率无关。

炭黑-SiO_2双相纳米填料的制备、结构及其填充溶聚丁苯橡胶的性能

分析了炭黑-SiO2双相纳米填料(CSDF)的制备工艺条件、相态结构及其组成,并研究了CSDF填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)体系的相态结构及性能。结果表明,采用凝胶-相容复合法,控制硅凝胶溶液的pH值为7,加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和炭黑,经24h陈化后可制备纳米掺杂的CSDF1;CSDF1在填充SSBR体系中分散均匀,体系的拉伸强度、扯断伸长率及撕裂强度明显高于炭黑填充SSBR体系,滞后损失低于炭黑填充SSBR体系,且CSDF1填充SSBR体系的性能也优于凝胶-复合法和物理掺混法分别制备的CSDF2、CSDF3填充SSBR体系。

炭黑-白炭黑双相纳米填料及其增强SSBR性能

研究了2种自制炭黑-白炭黑双相纳米填料（CSDPF）的结构及其填充溶聚丁苯橡胶（SSBR）胶料的性能,并与炭黑及炭黑/白炭黑共混填充胶料的性能做对比。结果表明,CSDPF属两相结构,其增强SSBR的物理机械性能与炭黑及炭黑/白炭黑共混填充胶料相当,但加工性能好,Payne效应小,压缩生热低,动态性能优异。

白炭黑/炭黑并用与炭-硅双相填料对NR胎面胶性能的影响

研究了白炭黑/炭黑并用比对胎面胶性能的影响,并与炭-硅双相填料(CSDPF)进行了对比。结果表明,当填料总量不变时,随着白炭黑用量的增加,NR混炼胶硫化时间逐渐延长,硫化胶交联密度逐渐减小,300%定伸应力减小,拉断伸长率增大,耐磨性能下降,动态性能有所改善,压缩生热和滚动阻力均呈减小趋势。炭-硅双相填料(CSDPF)配合Si-69使用效果较好,填料-填料相互作用较弱,有效降低了滞后生热和滚动阻力,填料-橡胶相互作用较强,保证了较好的抗湿滑性和耐磨性。

炭黑-白炭黑双相粒子填充天然橡胶的硫化动力学

采用Ghoreisy’s模型和自催化反应模型研究了炭黑-白炭黑双相粒子(CSDPF)的用量及硅烷偶联剂Si 69改性CSDPF对天然橡胶(NR)硫化特性的影响。结果表明,Ghoreisy’s模型能更好地描述CSDPF及改性CSDPF填充NR的硫化过程;随着CSDPF和改性CSDPF用量的增加,NR胶料均出现硫化返原现象,但后者硫化返原现象有所减轻;随着CSDPF和改性CSDPF用量的增加,NR胶料的硫化时间变长,硫化速率下降,硫化反应级数增加;填充硅烷偶联剂Si 69改性CSDPF,胶料的硫化时间变短,硫化速率增加。

炭黑/白炭黑双相填料的配比对溶聚丁苯橡胶性能的影响

考察了用白炭黑取代部分炭黑作为填充剂对溶聚丁苯橡胶(SSBR)硫化胶物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,采用炭黑/白炭黑双相填料可以提高SSBR硫化胶的物理机械性能和动态力学性能,原因在于双相填料增强了填料与橡胶大分子之间的相互作用,提高了填料在橡胶基质中的分散性。当用20份白炭黑与30份炭黑组成双相填料时,SSBR硫化胶的各项性能达到最佳。

双相填料中白炭黑种类对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶共混胶磨耗性能的影响

采用不同种类白炭黑与同种炭黑作为双相填料填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)与顺丁橡胶(BR)共混胶,研究了不同白炭黑与SSBR/BR共混胶间相互作用对其磨耗性能的影响规律。结果表明,在Akron磨耗测试条件下,炭黑/白炭黑双相填料填充的SSBR/BR共混胶主要经受磨粒磨耗和卷曲磨耗的耦合作用。当白炭黑平均粒径增大且粒径分布不均匀时,白炭黑与橡胶基质间的相互作用较弱,硫化胶硬度和磨耗性能下降,在磨耗耦合作用机理中卷曲磨耗所起的作用越来越大。

炭黑-白炭黑双相填料(一种新型橡胶补强剂)——第六部分:炭黑-白炭黑双相填料填充硫化胶动态性能的时间-温度等效原理

研究了炭黑、白炭黑和炭黑-白炭黑双相填料填充硫化胶在宽频、宽温范围内于低应变振幅下的动态性能,如剪切模量、损耗模量和损耗因子,其数据的变化范围宽,得到了羽毛状的假标准曲线,而不是单一的光滑的标准曲线,针对损耗因子,对这种结果做了特别说明,产生这种结果的原因可能是多方面的,其中填料-填料和填料-聚合物相互作用可能是最主要的原因。炭黑-白炭黑双相填料对硫化胶整个动态性能的影响与白炭黑类似:频率较低时,损耗因子较低;频率相对较高时,损耗因子较高。

炭黑-白炭黑双相填料制备现状研究

炭黑-白炭黑双相填料(CSDPF)是一种能够更好平衡轮胎“魔鬼三角”的新型胎面填料,因此双相填料的研究对于轮胎行业的发展起到重要影响。通过对双相填料性能进行了简单介绍,分析了白炭黑包覆炭黑制备双相填料制备研究现状,展望了炭黑-白炭黑双相填料制备发展前景。

炭黑/白炭黑双相填料在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

研究炭黑/白炭黑双相填料(CSDPF)在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明,CSDPF与橡胶间的相互作用较强;与填充普通炭黑或白炭黑的胶料相比,填充CSDPF的胶料在高温下的滞后损失较小,耐磨性能明显提高。

新一代橡胶补强剂炭黑-白炭黑双相填充剂在载重车胎胎面胶中的应用

考察了炭黑-白炭黑双相填充剂在天然橡胶胶料中的应用。结果发现这种新型填充剂所赋予的总体性能比普通填充剂(即炭黑和白炭黑)好得多。在典型的载重车胎胎面胶料中，由于炭黑-白炭黑双相填充剂填充胶料的聚合物与填充剂之间的相互作用大，填充剂与填充剂之间的相互作用较小而使其具有与N110炭黑胶料相同的实验室耐磨性，而且其70℃下的损耗角正切值(是表征滚动阻力的一个参数)比N110炭黑胶料下降了40％以上。通过加入少量的偶联剂[TESPT，即双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫烷]，可以在某种程度上进一步改善这些性能。试验数据显示，无论加不加偶联剂。炭黑-白炭黑双相填充剂所赋予的性能都比普通填充剂好。

炭黑和白炭黑与不同SSBR的相互作用研究

选取微观结构相似的锡偶联和硅偶联溶聚丁苯橡胶(SSBR)为橡胶基体,分别使用炭黑和白炭黑进行补强,研究其相互作用及其对硫化胶性能的影响。结果表明,在端基硅偶联SSBR中白炭黑的分散好于炭黑的分散,在端基锡偶联SSBR中炭黑的分散好于白炭黑的分散,说明白炭黑、炭黑分别与硅偶联和锡偶联SSBR有较强的相互作用。炭黑补强能使锡偶联SSBR获得较好的物理机械性能,而白炭黑补强硅偶联SSBR具有更低的动态生热性能。

沉淀白炭黑和炭黑补强橡胶的新方法

白炭黑和炭黑是两种最重要的橡胶补强剂,其应用性能各有利弊。本文比较了二者的物理化学性质,介绍了改善炭黑和白炭黑橡胶补强性能的几种新方法。

炭黑在IIR/SSBR并用胶中的分配

用动态力学分析(DMA)、结合胶测试、橡胶加工分析(RPA)等方法研究了炭黑N234在门尼粘度相近的丁基橡胶(IIR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)并用胶两相中的分配。DMA研究表明,炭黑在IIR相中分配的质量分数均比理论值小,而在SSBR相中分配的质量分数均比理论值大,即炭黑在SSBR中分配的量比在等量的IIR中多。结合胶测试以及RPA应变扫描结果表明,与SSBR相比,IIR与炭黑的相互作用较弱,因此并用胶中炭黑优先分布于SSBR相中,这与由DMA定量计算的结果是一致的。

俄罗斯炭黑生产技术与发展趋势

从技术层面对当前俄罗斯炭黑生产的技术和发展前景作了较为全面的剖析。槽法炭黑的性能比较全面,但由于原料和环境方面的原因已停止生产。通过对原有品种的改性和开发新品种填补空白。特别是卡博特公司的炭黑-白炭黑双相填充剂的问世,开启了胎面胶填料的新时代。

不同填料填充集成橡胶对复合材料动态粘弹性能的影响

研究炭黑、双相填料和白炭黑对集成橡胶(SIBR)动态粘弹性能的影响。结果表明:SIBR胶料的门尼粘度,结合胶质量分数与低场核磁共振曲线均能表征填料与橡胶基体间的相互作用程度,且三者之间存在着一致的相关性;与白炭黑和双相填料相比,炭黑与橡胶基体之间具有最强的相互作用;3种填料中,双相填料在橡胶中具有最弱的填料网络结构,白炭黑具有最强的填料网络结构。