納米無機填料對順丁橡膠的補強作用及其機理研究.pdf

1、順丁橡膠(BR)因其具有良好的彈性及優(yōu)異的耐磨性和耐寒性,而被廣泛應(yīng)用于汽車輪胎及耐寒制品等領(lǐng)域。但是,BR的拉伸強度和撕裂強度較低,必須填充補強劑后才能使用。
　　 本文前兩部分分別研究了TiO2和MgO的7種不同粒徑對BR/TiO2及BR/MgO復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能、物理性能和硫化特性的影響。結(jié)果表明,在BR中填充納米級TiO2后,其正硫化時間比填充微米級的明顯延長,且前者的拉伸強度可達到純BR的6倍;而在BR中填充納米級

2、MgO后,其正硫化時間比填充微米級的明顯縮短,且前者的拉伸強度可達到純BR的9倍。動態(tài)力學(xué)性能分析表明,當TiO2和Mgo粒徑為20nm和50nm時,BR/TiO2及BR/MgO復(fù)合材料的tanδ值、儲能模量和損耗模量遠遠大于填充微米級填料,且具有明顯的“Payne效應(yīng)”。
　　 第三部分分別研究了納米TiO2/MgO及MgO/N220的并用對BR硫化特性、物理性能及熱穩(wěn)定性的影響。另外,將納米MgO、TiO2與炭黑N220對B

3、R的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、硫化反應(yīng)過程、熱穩(wěn)定性及動態(tài)力學(xué)性能的影響進行了比較。結(jié)果表明,當TiO2/MgO并用時,BR拉伸強度和撕裂強度的大小順序是BR/MgO＞BR/TiO2/MgO(15/25)＞BR/TiO2;當MgO/N220并用時,BR拉伸強度和撕裂強度的大小順序分別是BR/MgO/N220(10/30)＞BR/N220＞BR/MgO,BR/N220＞BR/MgO/N220(10/30)＞BR/MgO;納米TiO2對提高BR熱穩(wěn)性

4、的效果最好;填充不同填料對BR的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度影響很小;納米MgO在硫化反應(yīng)過程中沒有出現(xiàn)放熱峰;BR/MgO復(fù)合材料的儲能模量G'最大,而損耗模量G"最低,BR/N220損耗模量G"最高,BR/TiO2復(fù)合材料的tanδ值最大。
　　 第四部分研究了改性劑的種類和用量以及改性工藝對BR性能的影響。結(jié)果表明,采用原位改性工藝,最佳改性劑為Si75,當其用量為填料的3％時,與未改性MgO填充BR的性能相比,改性MgO填充BR的硫化