白炭黑表面改性及其在硅橡膠中的應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)有白炭黑表面改性普遍采用濕法工藝，存在能耗高的缺陷以及硅橡膠填充體強(qiáng)度、黃化和透明性改善欠佳等問(wèn)題。
　　 本文在對(duì)白炭黑表面改性機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，采用干法改性工藝，利用正交試驗(yàn)，對(duì)多種改性劑的改性效果進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化，并遴選出4種改性劑在最佳改性工藝條件下制備的白炭黑改性粉體。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了改性劑種類(lèi)和白炭黑填充量對(duì)硅橡膠力學(xué)性能、透明性能和黃變性能的影響規(guī)律。
　　 白炭黑表面改性研究表明:醇酯法在常溫

2、下對(duì)白炭黑的表面改性，隨著改性劑用量的增加，白炭黑在液體石蠟中的懸浮液粘度逐漸降低，當(dāng)改性劑的用量大于3％時(shí)，白炭黑懸浮液的粘度趨于穩(wěn)定，其中，正丁醇、正戊醇和正辛醇對(duì)白炭黑改性效果表明，分子鏈越長(zhǎng)，改性效果越好。實(shí)驗(yàn)顯示的適宜改性條件為:正辛醇:溫度60℃、添加量3.0％、溶劑用量100％;硅烷偶聯(lián)劑KH-570:改性溫度60℃、添加量2.0％、溶劑用量150％;硅烷偶聯(lián)劑KH-550:改性溫度100℃，添加量3.0％、溶劑用量150

3、％;鈦酸酯偶聯(lián)劑:改性溫度為70℃、添加量2.0％、溶劑用量150％。通過(guò)FTIR、TGA和FESEM分析顯示，硅烷偶聯(lián)劑KH-570對(duì)白炭黑的改性效果最好。
　　 白炭黑填充硅橡膠研究表明:隨著白炭黑填充量的增加，硅橡膠拉伸強(qiáng)度增大、斷裂伸長(zhǎng)率先增后減、邵爾A硬度增大。采用不同改性劑處理的白炭黑對(duì)硅橡膠力學(xué)性能改善效果順序?yàn)?硅烷偶聯(lián)劑KH-570＞正辛醇＞硅烷偶聯(lián)劑KH-550＞鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201，其中，KH-570

4、改性的白炭黑填充量為50份時(shí)，硅橡膠的拉伸強(qiáng)度為6.60MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為446％，邵爾A氏硬度為56°，較未改性白炭黑的拉伸強(qiáng)度提高60.2％，斷裂伸長(zhǎng)率增加105.3％，邵爾A氏硬度提高33.3％。隨著白炭黑填充量的增加，硅橡膠透明性降低，但改性白炭黑較未改性白炭黑使硅橡膠的透明性明顯改善，其改善效果順序?yàn)?硅烷偶聯(lián)劑KH-570＞正辛醇＞硅烷偶聯(lián)劑KH-550＞鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201，其中，KH-570改性的白炭黑填充量為4

5、0份時(shí)，硅橡膠的透明性最好，達(dá)到67.3％，較未經(jīng)改性白炭黑的硅橡膠透明性提高48.9％。隨著白炭黑填充量的增加，硅橡膠黃變性降低。而改性白炭黑使硅橡膠的黃變性得到進(jìn)一步改善，其改善效果順序?yàn)?正辛醇＞鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201＞硅烷偶聯(lián)劑KH-550＞硅烷偶聯(lián)劑KH-570，其中，正辛醇改性的白炭黑填充量為60份時(shí)，黃變性最低，為△b*=23.22，較未經(jīng)改性白炭黑的硅橡膠黃變性降低66.29％。
　　 綜合研究結(jié)果表明:當(dāng)白