环氧化溶聚丁苯橡胶改性的溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的性能

将环氧度为15%的环氧化溶聚丁苯橡胶作为改性剂,研究了环氧化溶聚丁苯橡胶对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的加工性能、物理机械性能、动态力学性能及白炭黑分散性等的影响。结果表明,环氧化溶聚丁苯橡胶的加入减缓了复合材料的硫化速率,混炼胶中的结合胶含量增大;溶聚丁苯橡胶/白炭黑硫化胶的定伸应力、耐磨性及回弹性能提高,压缩生热降低,同时硫化胶的抗湿滑性能得到提升、滚动阻力下降。

双官能化溶聚丁苯橡胶在轮胎胎面胶中的应用

使用国产双端官能化产品SSBR2060-N和日本Zeon公司单端官能化产品Nipol■NS616进行成品轮胎试制及性能评价。结果表明,使用SSBR2060-N制备的成品轮胎外边缘尺寸达到技术标准,抗湿滑性能和滚动阻力均达到了欧洲议会和欧盟理事会联合颁布的轮胎标签法规EU2020/740规定的双B轮胎级别,强度性能、高速性能和耐久性能等均与使用Nipol■NS616制备的成品轮胎相当且均能够满足国家标准要求。

硅烷偶联剂对SSBR/SiO_2混炼胶体系动态流变行为的影响

研究了高填充白炭黑(SiO2)补强溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)混炼胶体系的动态流变特性,分别考察了在2个混炼温度(120℃、160℃)下添加3种不同偶联剂(TESPT、TESPD、NXT)对其体系中SiO2粒子表面改性的效果.结果表明,在较低混炼温度下添加偶联剂,不利于SiO2粒子表面改性.在较高混炼温度下,偶联剂TESPT、PESPD、NXT均对SiO2粒子表面有改性效果,但同时引起混炼胶不同程度的焦烧,其中以TESPT最明显.随SiO2粒子表面改性程度的提高,出现“Payne效应”的临界应变(γc)值以及低频率(ω)区域lgG′-lgω曲线的斜率值均增大,反映出偶联剂对SiO2与SSBR相互作用的促进以及SiO2粒子分散的改善.

3-己酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷的合成及其在SSBR/SiO_2复合体系中偶联效果研究

以γ-巯丙基三乙氧基硅烷与己酰氯为单体,在N2保护与低温下合成偶联剂3-己酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷(HXT),将HXT与双-(3-乙氧基硅基丙基)二硫化物(TESPD)分别添加于溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)/SiO2混炼胶复合体系中.采用流变学方法表征复合体系的动态粘弹行为,发现HXT可改善填料和基体的相互作用,有效阻止SiO2粒子在加工过程中的团聚.与TESPD相比较,含HXT体系具有较高“Payne效应”临界应变值.

叔丁基二苯基氯硅烷封端溶聚丁苯橡胶的制备与性能

首先以双官能团有机锂为引发剂、环己烷为溶剂、四氢呋喃为调节剂,采用负离子聚合法制备了具有双端活性的溶聚丁苯橡胶(SSBR),然后以叔丁基二苯基氯硅烷为封端剂,对SSBR进行封端改性,考察了封端比、反应时间、反应温度、SSBR的数均分子量、链端基结构对封端率的影响,并研究了封端改性SSBR的性能。结果表明,在SSBR数均分子量为5×104、封端比为2.0、封端温度为60℃、封端反应时间为70 min的条件下,叔丁基二苯基氯硅烷对SSBR的封端率可达77.2%;大分子链端基由苯乙烯转换为丁二烯后可显著提高封端率;用叔丁基二苯基氯硅烷封端显著提高了SSBR的拉伸强度和扯断伸长率,降低了SSBR的动态压缩温升和滚动阻力。

白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料的填料网络结构与动态黏弹性能

用橡胶加工分析仪研究了白炭黑用量和偶联剂Si 69原位改性对白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料中填料网络结构与动态黏弹性能的影响。结果表明,白炭黑用量为30份(质量,下同)时网络结构尚未形成,不能测定结合胶;填充了50份和70份的白炭黑复合材料的结合胶含量较低,其网络结构的结点类型以刚性结点为主,混炼胶和硫化胶的Payne效应明显。混炼胶的温度扫描结果表明,随白炭黑用量增加,复合材料中填料的聚集程度加剧。经Si 69原位改性后,复合材料的结合胶含量大大提高,网络结构的结点类型以柔性结点为主,混炼胶和硫化胶的Payne效应明显减弱。在10.04%的大应变下进行频率扫描时,经Si 69原位改性硫化胶的储能模量和损耗因子随频率的增大而增大,且明显低于未改性者。

锡偶联型充油苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物的合成

以正丁基锂为引发剂、环己烷为溶剂、自制的二元复配调节体系为调节剂、四氯化锡为偶联剂,采用负离子聚合法合成了锡偶联型苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物(SIBR),并用湿法充油技术制备了充油SIBR,研究了调节剂对SIBR三元共聚动力学的影响,考察了单体配比和微嵌段含量对SIBR及充油SIBR性能的影响,并对比了充油SIBR与3种通用胶(溶聚丁苯橡胶2305、乳聚丁苯橡胶1502和1712)的性能。结果表明,在SIBR三元聚合过程中,不添加调节剂时,Bd、Ip、St的聚合速率依次减慢,且St的聚合速率远小于前两者;在添加复配调节剂后,St的聚合速率大幅度提高,并超过Ip的聚合速率;当St/Ip/Bd(质量比)为20/40/40时,SIBR的300%定伸应力和拉伸强度呈现最大值;当St微嵌段质量分数小于1.0%时,充油SIBR具有良好的物理机械性能及优异的动态力学性能;充油SIBR的物理机械性能基本与3种通用胶相当,抗湿滑性优于3种通用胶,且滚动阻力小于3种通用胶。

炭黑在天然橡胶/溶聚丁苯橡胶硫化胶中的分散及其对性能的影响

考察了溶聚丁苯橡胶(SSBR)用量、炭黑的种类及用量对天然橡胶(NR)/SSBR硫化胶动态力学性能和力学性能的影响。结果表明,炭黑与SSBR的结合作用比与NR弱;随SSBR用量的增加,炭黑在NR/SSBR共混硫化胶中的分散性提高,Payne效应减弱,频率敏感性增强;随SSBR用量的增加,NR/SSBR共混硫化胶的拉伸强度和撕裂强度减小,扯断伸长率变化不大;而定伸应力则呈先减小后增大的趋势;随不同种类的炭黑在NR/SSBR硫化胶中分散性的提高,定伸应力呈上升趋势,损耗因子和压缩生热呈减小趋势。

用γ-氯丙基三甲氧基硅烷端基改性星形溶聚丁苯橡胶

以自制多官能度有机锂为引发剂,采用负离子聚合法制备了星形溶聚丁苯橡胶(SSBR),然后加入异丙醇氧锂作为解缔剂,降低体系黏度,再加入封端剂γ-氯丙基三甲氧基硅烷进行封端反应,得到端基带有三甲氧基丙基硅烷基团的改性SSBR。用核磁共振对产物进行了表征,考察了解缔剂用量、封端剂用量、封端时间以及数均分子量对SSBR封端率的影响。结果表明,解缔剂可明显降低聚合体系黏度,当SSBR的数均分子量为9.4×104、解缔剂与引发活性中心数的摩尔比为1.5、封端剂与活性中心数的摩尔比为1.5以及封端反应进行60 min时,封端率由未解缔直接封端的10.7%提高到64.1%。解缔后高封端率SSBR硫化胶与未封端和未解缔低封端率SSBR硫化胶相比,其炭黑-白炭黑填料粒子分散更均匀,且拉伸强度和300%定伸应力提高,永久变形明显降低,具有0℃损耗因子高和60℃损耗因子低的特点。

溶聚丁苯橡胶2557-A的基本性能

对中国石油独山子石化公司生产的溶聚丁苯橡胶(SSBR)2557-A的基本性能进行了研究,并与SSBR T 2530、5025-1以及乳聚丁苯橡胶(ESBR)1712的性能进行了对比。结果表明,相对于ES-BR 1712和SSBR T 2530,SSBR 2557-A的分子量分布较窄,乙烯基含量高;2557-A与SSBR 5025-1的微观结构基本一致;2557-A的拉伸强度和定伸应力均比1712和5025-1低;同1712和T 2530相比,2557-A和5025-1的硬度较高,回弹性很低,压缩生热较低;2557-A的耐磨耗性能低于1712和T2530;相对于1712,2557-A的热氧老化性能较好;2557-A具有优良的抗湿滑性能,滚动阻力较小。

偶联剂Si69对白炭黑/炭黑填充溶聚丁苯橡胶动态黏弹性能的影响

在应变和温度扫描以及不同扫描时间间隔的条件下,用橡胶加工分析仪研究了偶联剂Si 69对白炭黑/炭黑填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)动态黏弹性能的影响。结果表明,在第1次应变扫描过程中,随着炭黑用量的增加,SSBR混炼胶的弹性模量(G')逐渐降低,偶联剂作用减弱;添加偶联剂后,SSBR硫化胶中填料聚集程度减弱;在第2次应变扫描过程中,随着与第1次应变扫描时间间隔的延长,应力软化减弱,且温度对填料聚集影响程度大于压力的影响;随着温度的升高,混炼胶的G'逐渐下降,并且随着炭黑用量的增加,偶联剂作用减弱;在较高应变下,添加偶联剂混炼胶的初始转矩高于未添加偶联剂混炼胶,且弛豫速率较快。

高乙烯基高相对分子质量环保型充油星形溶聚丁苯橡胶的合成

以环己烷/己烷为溶剂,正丁基锂为引发剂,乙基四氢糠基醚（ETE）为结构调节剂,采用间歇聚合工艺对丁二烯与苯乙烯进行负离子共聚合反应合成溶聚丁苯橡胶（SSBR）,考察了引发温度、ETE用量对单体转化率及乙烯基含量的影响,研究了偶联剂种类对SSBR性能的影响以及偶联的最佳条件.结果表明,采用ETE调节体系、甲基三氯硅烷偶联体系,填充牌号为VIVATEC 500的环保型填充油37.5份,当聚合引发温度为35～45℃、ETE质量分数为350×10-6时,可以得到数均分子量约为29.00×104左右、乙烯基质量分数为60％以上的充油星形SSBR,其力学性能和动态力学性能较好.随着偶联温度的升高和偶联时间的延长,偶联效率提高,当偶联温度达到55℃以上、偶联时间为15 min时,偶联效率超过50％.

环保型乳聚丁苯橡胶的性能对比分析

研究对比了兰州石化公司近年来开发的结合苯乙烯质量分数为23.5%的环保型乳聚丁苯橡胶SBR1723、SBR1778E、SBR1763E及与非环保牌号SBR1712的填充油类型、硫化特性、物理机械性能及动态力学性能的差异。结果表明,4个牌号丁苯橡胶(SBR)采用的橡胶填充油不同是其产品特性不同的主要因素,SBR1712的硫化速度较快,而SBR1778E的硫化速度较慢;力学性能方面,4个牌号胶料的拉伸强度相当,SBR1723和SBR1778E的扯断伸长率高于SBR1712和SBR1763E;环保型SBR的玻璃化转变温度(Tg)由高到低依次是SBR1763E、SBR1778E和SBR1723;通过动态力学性能测试不同温度下的损耗因子显示,SBR1763E的干地操控性能和抗湿滑性能良好,是动态性能最接近SBR1712的环保型橡胶,SBR1778E和SBR1723具备最低的滚动阻力和抗湿滑性能。

白炭黑填充不同牌号溶聚丁苯橡胶的性能对比

在分析了不同牌号溶聚丁苯橡胶(SSBR 5025-2、72612 S、2564 S)分子结构的基础上,研究了白炭黑填充SSBR硫化胶的物理机械性能、动态力学性能,并用橡胶加工分析仪探讨了白炭黑的网络化结构及其与SSBR的相互作用。结果表明,3种SSBR生胶中,72612 S的数均分子量最大,分子量分布指数最小,5025-2的数均分子量最小,分子链柔顺性最好,2564 S的分子链柔顺性最差;3种SSBR硫化胶中,72612 S的拉伸强度和定伸应力最大,扯断伸长率最低,耐磨性最好,滚动阻力最小,抗湿滑性能与2564 S基本相当,而5025-2的回弹性、生热和压缩永久变形最高,耐磨性和动态力学性能最差,三者的撕裂强度和硬度相差不大;白炭黑在72612 S中分散性最好且两者的相互作用最强,而在5025-2中分散性最差,Payne效应强,与橡胶基体的相互作用最弱。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)热塑性互穿聚合物网络

采用原子转移自由基聚合 (ATRP)和分步方法,制备了以苯乙烯 -丁二烯 -苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为聚合物Ⅰ,聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯) [P(St-MMA) ]为聚合物Ⅱ的SBS/P(St-MMA)热塑性互穿聚合物网络(TIPN)。研究了P(St-MMA)质量分数、MMA/St(摩尔比 )和不同聚合方式对TIPN动态力学性能和黏结性能的影响。结果表明,采用ATRP法制备的TIPN的动态力学性能和黏结性能均优于常规自由基聚合制备的TIPN。高温区聚苯乙烯 (PSt)嵌段的玻璃化转变温度明显降低,而损耗角正切tanδ2 显著增加;TIPN的黏结性能也得到明显改善,拉伸剪切强度提高了 3倍多。

偶联剂类型对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

从力学性能、动态压缩疲劳生热、动态力学性能等方面对比了分别由SnCl4和SiCl4偶联的溶聚丁苯橡胶(SSBR)与白炭黑所制备复合材料的性能,并利用测定结合橡胶含量、橡胶加工分析仪及Kraus模型等手段探讨了两种SSBR与白炭黑的相互作用。结果表明,与用SnCl4偶联所制备的SSBR相比,经SiCl4偶联制得的SSBR与白炭黑的相互作用力更强,白炭黑的分散性更好。所制备SSBR/白炭黑复合材料的力学性能更好,压缩温升更低,滚动阻力更小,抗湿滑性能更好。

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。

不同结构充油溶聚丁苯橡胶/炭黑/白炭黑复合材料的结构与性能

研究了炭黑/白炭黑填充的苯乙烯/乙烯基含量不同的充油溶聚丁苯橡胶(HPR 757 D和Buna VSL 5025-2 HM)的物理机械性能及动态力学性能,观察了填料在硫化胶中的微观分布情况。结果表明,炭黑与白炭黑相互镶嵌地分布在橡胶基质中,形成交织的填料网络。高苯乙烯基含量的HPR 757 D的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性能优异,滚动阻力较小,填料与橡胶间的结合力强,填料的分散性较好。用白炭黑等量取代炭黑可以提高胶料的拉伸强度,降低其动态压缩温升。但炭黑/白炭黑的最佳配比与橡胶基质的分子结构有关,主链双键含量越高,白炭黑的用量也随之增多。

低滚动阻力轿车轮胎胎面配方的材料选择

研究溶聚丁苯橡胶(SSBR)、白炭黑、硅烷偶联剂和特殊弹性体Nanoprene BM75对低滚动阻力轮胎胎面胶性能的影响。结果表明:采用合适结构的SSBR替代乳聚丁苯橡胶或采用白炭黑替代炭黑都可以在提高轮胎抗湿滑性能的同时降低滚动阻力,改性SSBR的动态性能优于相同微观结构的未改性SSBR;新型硅烷偶联剂胶料比传统硅烷偶联剂胶料动态性能更好;特殊弹性体Nanoprene BM75也可有效降低滚动阻力。