膠乳共沉法低生熱復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、在橡膠工業(yè)中，橡膠的加工通常使用機(jī)械混煉法，以粉體填料和固體橡膠為原料來(lái)生產(chǎn)混煉膠。但是在使用傳統(tǒng)機(jī)械混煉法進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，存在高污染、高能耗、工作環(huán)境差等缺點(diǎn)，尤其是使用炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑時(shí)會(huì)造成黑色污染。炭黑、埃洛石納米管等屬于表面能較高的納米粉體填料，使用傳統(tǒng)的機(jī)械混煉法時(shí)很難使其的分散達(dá)到納米級(jí)，這樣就使得它們常常在橡膠基體中團(tuán)聚成粒徑較大的聚集體，降低了其硫化膠的物理機(jī)械性能和生熱性能。膠乳共沉法是指以天然膠乳為原料，將填料制成穩(wěn)定的

2、分散液，然后將填料分散液均勻的分散在天然膠乳中，之后通過(guò)添加無(wú)機(jī)鹽等凝固劑使其凝固共沉形成具有良好性能的橡膠復(fù)合材料的過(guò)程。本文以天然膠乳為原料，使用膠乳共沉法分別制備天然膠乳/炭黑復(fù)合材料和天然膠乳/炭黑/埃洛石納米管復(fù)合材料。首先使用表面活性劑制備炭黑分散液，并使用紫外可見光分光光度計(jì)來(lái)觀察炭黑分散液的穩(wěn)定性。其次使用微控電子拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試硫化膠的物理機(jī)械性能，使用RPA2000橡膠加工分析儀和DMA來(lái)測(cè)試硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，使用

3、橡膠壓縮生熱機(jī)和橡膠導(dǎo)熱儀來(lái)測(cè)試硫化膠的生熱性能和導(dǎo)熱性能，最后對(duì)硫化橡膠進(jìn)行掃描電鏡的測(cè)試，以此來(lái)分析填料的分散情況。最終得到的結(jié)論有：
　?。?）使用膠乳共沉法制備得到的硫化膠的拉伸和撕裂強(qiáng)度、定伸應(yīng)力以及硬度相較機(jī)械混煉法分別提高了6.5％、4.6%、4.7%和8.8%、同時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率降低了7.3%。在使用膠乳共沉法制備得到的硫化膠中，硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度以及300%定伸應(yīng)力隨著炭黑粒徑的提高先增大后減小，使用N375

4、時(shí)，出現(xiàn)最大值，同時(shí)隨著炭黑結(jié)構(gòu)度的提高，硫化膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度無(wú)明顯變化，但是硫化天然橡膠的定伸應(yīng)力、和硬度都是逐漸增大的。
　?。?）當(dāng)使用同一種炭黑補(bǔ)強(qiáng)天然橡膠時(shí)，由膠乳共沉法制備得到的硫化膠的內(nèi)生熱更少，溫升更低，當(dāng)使用膠乳共沉法制備硫化膠時(shí)，隨著炭黑粒徑的逐漸增大，硫化膠的溫升逐漸下降，使用N765進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，硫化膠的內(nèi)生熱最低。隨著炭黑結(jié)構(gòu)的提高，硫化膠的損耗因子逐漸降低，壓縮疲勞溫升也在降低。同時(shí)硫化膠的導(dǎo)熱率逐

5、漸提高，使用N375補(bǔ)強(qiáng)可以得到0.2762 W/(m·k)的導(dǎo)熱率。
　?。?）采用膠乳共沉法可以制備綜合性能良好的天然橡膠/埃洛石納米管/炭黑復(fù)合材料，當(dāng)HNTs/CB的比例為20/40時(shí)復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好；復(fù)合材料的交聯(lián)程度隨著HNTs用量的增加先增大后減小，使的轉(zhuǎn)變區(qū)的tanδ出現(xiàn)極小值，復(fù)合材料的壓縮疲勞溫升出現(xiàn)極小值，當(dāng)使用20份的HNTs取代CB補(bǔ)強(qiáng)橡膠時(shí)，復(fù)合材料的壓縮疲勞溫升下降了10.7℃。同時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)