一、新型白炭黑在橡胶工业中的应用(论文文献综述)
于丽云[1](2021)在《生物质基硅-碳填料中二氧化硅含量对天然橡胶补强性能的影响》文中提出随着当今社会能源危机的加剧,开发和应用可再生资源是一项迫在眉睫的任务。生物质是含量丰富的自然资源,在能源领域,生物质通常是指农、林废弃物,传统的处理方式不仅造成了资源浪费,还导致了严峻的环境问题,因此对生物质资源进行开发利用具有极大的经济效益和环境效益。生物质的主要成分是木质纤维素,部分还含有SiO2。生物质中的半纤维素和纤维素在制糖和造纸工业中是具有高价值的重要原料,而木质素和SiO2在工业中常作为废料被排放于河流中,造成了严重的环境污染。由于各种生物质中SiO2含量不同,利用不同类型的生物质制备的生物质基填料会表现出不同的补强性能。本文选取了三种SiO2含量不同的生物质(稻壳、竹子和玉米芯)作为原料,通过热解和“碱溶酸沉”的方法制备了生物质基硅-碳填料用于补强天然橡胶(NR),并探究了不同的SiO2含量对生物质基硅-碳填料补强性能的影响,得到了如下结果:1.将三种生物质进行热解,并在不同的转速下对三种热解产物进行球磨处理,探究了不同的SiO2含量对热解生物质改性条件和补强性能的影响。结果表明,由于SiO2的自团聚作用,SiO2含量高的PRH需要在更高的转速下才能达到最小粒径。而且,相比于PC-200,PRH-300和PB-200中富含的SiO2和碳发挥了协同作用,使填料表现出了更好的补强效果。热解生物质中的SiO2还能够促进橡胶大分子链在填料表面上的滑移,使PRH-300补强的硫化胶具有最高的断裂伸长率。此外,利用商业炭黑作为对比样品,其对NR的拉伸强度和断裂伸长率的补强作用均不及PRH-300和PB-200,说明PRH-300和PB-200在橡胶补强领域具有很大的潜力能够完全替代商业炭黑。2.将上述三种生物质通过“碱溶酸沉”的处理制备LS杂化材料,讨论了SiO2含量对LS理化性质和补强性能的影响。从稻壳和竹子中提取出的R-LS和B-LS具有以SiO2为模板的纳米级类球状结构。而从玉米芯中提取出的C-LS缺少SiO2作为模板,C-LS中的木质素分子发生团聚使其粒径较大。以LS部分替代商业炭黑作为NR的补强填料,结果表明,10R-LS/40CB和10B-LS/40CB的补强效果均优于10C-LS/40CB,并且10R-LS/40CB/NR具有更高的断裂伸长率,这进一步证明了高含量的SiO2对断裂伸长率的促进作用。而B-LS中由于SiO2含量的减少抑制了填料中SiO2的团聚,提高了填料-橡胶之间的相互作用,使硫化胶展示出了更高的拉伸强度。
王晓明[2](2021)在《硅纤维填充天然橡胶复合材料的制备与性能研究》文中指出天然橡胶凭借其优异的回弹性、可塑性、耐疲劳性和可加工性等综合性能被广泛地应用在国民经济的各行各业中。由于纯天然橡胶的强度满足不了实际应用中的需求,因此需要向天然橡胶中加入各类补强材料,以进一步提升胶料的工艺性能、力学性能以及动态性能等。白炭黑以及炭黑是橡胶工业中用途比较广泛的两种补强材料,但是由于生产工艺较为复杂,价格普遍较高,且应用广泛的沉淀法白炭黑在生产过程中难以避免会产生酸性废液等,炭黑的生产还以石油、天然气等不可再生资源作为原料,而“中国制造2025”提出全面推行绿色制造,智能制造、绿色制造将成为未来重点发展的方向。综上所述,开发一种价格低廉且清洁环保的橡胶补强材料具有非常重要的意义。天然硅灰石纤维(后文简称硅纤维)是一种环保无毒、价格低廉的工业矿物,开发硅纤维作为补强材料有助于资源利用,且硅纤维可以有效降低轮胎的滚动阻力,提高橡胶的可加工性能,更适合用于制造绿色轮胎。本文主要探究了硅纤维的改性机理,通过实验研究了硅纤维对天然橡胶复合材料性能的影响,本文的主要工作如下:1、探究了硅纤维的改性机理,并通过湿法改性实验研究了Si69、油酸钾两种改性剂对于天然硅纤维的改性效果的影响。通过研究改性剂种类以及用量对改性硅纤维活化指数的影响,确定每一种改性剂的最佳用量,以达到最佳改性效果。2、研究了硅纤维作为补强剂对于天然橡胶补强性能的影响。实验显示,硅纤维可使胶料的硬度以及定伸应力提高,并提高胶料的硫化速率。3、分析了不同粒径硅纤维对天然橡胶复合材料性能的影响,重点探讨了粒径与天然橡胶各项综合性能之间的规律。通过四种粒径硅纤维填充天然橡胶的实验发现,当粒径为5.06μm时胶料的综合性能达到最佳。4、研究了硅纤维等质量份数替代白炭黑对天然橡胶复合材料性能的影响。实验发现当用20份硅纤维代替20份白炭黑时,物理机械性能处于同一水平,但加工性能和填料的分散程度均有了提升,滚动阻力明显降低。5、研究了硅纤维等质量份数替代炭黑对天然橡胶复合材料性能的影响。当用15份硅纤维代替等质量份炭黑时,初始剪切模量降幅约43%,Payne明显减弱,使用10份硅纤维替代10份炭黑时,天然橡胶复合材料的总体性能达到最佳。6、探究了不同的混炼工艺对硅纤维/天然橡胶复合材料性能的影响。本实验证明与传统的机械共混法相比,湿法混炼工艺制备的硅纤维/天然橡胶复合材料其门尼黏度降低了75.27%,拉伸强度达到26.5MPa,压缩生热性能较好。综上所述,硅纤维作为橡胶工业的天然补强材料在提高橡胶综合性能的同时,还具有清洁环保、价格低廉的优势,具有很大的应用前景,并对生产实际提供了一定的参考。
关新欣[3](2021)在《改性白炭黑填充橡胶复合材料性能及温度相关性本构关系研究》文中认为白炭黑是目前橡胶工业领域仅次于炭黑应用最多的补强剂。白炭黑填充橡胶制备复合材料具有优异的耐高低温、耐老化及良好的弹性性能,广泛应用于车辆、仪器、航空等领域。这类材料经常应用于高温、高压等条件下,温度对其使用性能具有影响,因此研究白炭黑填充橡胶复合材料力学性能的温度相关性及其在工程中的应用具有重要意义。本文为确保实验材料性能稳定一致,通过改进沉淀法制备白炭黑作为实验原材料,同时采用改性剂KH-570、KH-550对白炭黑进行共价键改性。用熔融共混法制备橡胶复合材料,实验研究了不同份数的白炭黑补强天然橡胶的性能变化和使用不同改性剂改性后白炭黑补强橡胶复合材料性能的差异。最后控制温度变量对白炭黑橡胶复合材料进行在区间150%形变范围内的单轴拉伸实验,研究了其在温度区间298-398K范围内的应力应变关系。最后采用Mooney-Rivlin力学本构模型进行拟合,构建了显含温度参数的Mooney-Rivlin本构模型。研究结果表明:(1)用硅烷偶联剂(KH-570、KH-550)对白炭黑改性,对比分析发现改性后其疏水效果明显高于改性前,发现用KH-570改性的白炭黑相比用KH-550改性后的白炭黑其失重速率低,说明KH-570可获得更好的改性效果。(2)通过熔融共混法制备Silica/NR复合材料,当填料份数由0phr增加到20phr时,橡胶复合材料拉伸强度与撕裂强度都有一定比例的增加。但是,当白炭黑份数由40phr增加至60phr时,橡胶复合材料的性能受限于白炭黑团聚的特性,会在橡胶基体内产生消极影响,在一定程度上降低橡胶复合材料交联密度,从而使橡胶粘弹性降低,增加其磨耗量,使其磨耗性能下降。综上所述,以未改性白炭黑作为填料,填充20phr的复合材料,综合性能最佳。用相同的制备方法分别制备了添加硅烷偶联剂KH-570、KH-550改性后的白炭黑/天然橡胶复合材料,选择改性后白炭黑作为填料补强橡胶复合材料,其整体的性能有所提高。并且,对比两种实验复合材料,再次证明经KH-570改性的复合材料的性能更优。(3)在实验数据的基础上,通过与Mooney-Rivlin模型拟合、分析,可以得出Mooney-Rivlin模型对变形未超过150%的工况下的橡胶模型的力学行为有很好的预测效果。分析此模型参数与实验温度的相关性,利用唯像学理论,构建出含温度参数的Mooney-Rivlin力学本构模型。该模型能在一定温度范围内合理预测橡胶复合材料的力学行为。
王晓建[4](2021)在《异戊橡胶湿法混炼及其在航空轮胎部位胶中的应用研究》文中指出综合性能优异的天然橡胶是航空轮胎极为重要的战略物资,异戊橡胶因化学结构与天然橡胶相似,被誉为天然橡胶最理想的替代者,但异戊橡胶加工性能与力学性能与天然橡胶相比还存在一定的差异。本论文通过开发白炭黑/异戊橡胶湿法混炼技术,得到加工性能良好、力学性能可匹配天然橡胶的公斤级白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶。通过对比湿法胶配方胶与航空轮胎关键部位配方胶的性能差异,确定白炭黑/异戊橡胶湿法胶在航空轮胎部位胶中应用具备可行性,并结合部位胶性能的影响因素提出航空轮胎硫化参数精准确定的方法。重点在以下几个方面进行论述:1.白炭黑/异戊橡胶湿法混炼技术开发。实验发现依靠高速机械剪切力,极性白炭黑在非极性溶剂正己烷中可以与偶联剂TESPT发生原位反应。利用该反应通过正交实验确定最优的白炭黑悬浮液制备技术参数。结合异戊橡胶工业化生产工艺流程确定了混合液的脱挥方式,打通了白炭黑/异戊橡胶湿法胶制备的工艺流程,并以此得到了公斤级湿法母炼胶,经第三方检测机构对填料分散度进行检验,湿法胶中白炭黑分散等级可以达到最高等级10级。2.白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶在航空胎部位胶中应用可行性分析。首先进行了白炭黑湿法填充异戊胶、白炭黑干法填充异戊胶、白炭黑干法填充天然橡胶的性能对比,白炭黑湿法填充不仅能大幅度缩短混炼时间,更能提升异戊橡胶复合材料的力学性能。湿法胶中白炭黑聚集体尺寸在100nm以下,干法胶中聚集体尺寸约1μm,白炭黑分散性的提升,弥补了异戊橡胶与天然橡胶之间差距,使其与天然橡胶干法胶性能持平。接着筛选出综合性能最优的炭黑,并与不同白炭黑填充量的湿法母炼胶进行复配,其中20份白炭黑与30份炭黑填充并用效果最佳。最后将湿法母炼胶等比例替代航空轮胎胎面胶、胎侧胶、胎体胶后发现,湿法胶最适合用作胎体胶。3.航空轮胎硫化工艺优化。通过详细探讨硫化三要素对部位胶性能的影响,得出低温长时间硫化可以提高配方胶性能的结论。使用橡胶加工分析仪应变扫描扭矩值对硫化橡胶100%应变内的定伸应力值进行定量计算,并将该计算方法用于实胎中检验,通过对轮胎内部胶片的性能检测,发现实测值与计算值相对误差较小,轮胎硫化时间缩短20min后,部件材料性能可得到明显提升。
李祥婷,宋学超,孙阿超[5](2020)在《偶联剂改性补强填充剂及其在橡胶中的应用研究》文中进行了进一步梳理介绍了橡胶工业常用的硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂等各类偶联剂;综述了偶联剂改性补强填充剂,如炭黑和白炭黑等对胶料各项性能的影响及其作用机理,在胶料中引入偶联剂,增强了补强填充剂与橡胶基质的界面相互作用,显着改善了轮胎和橡胶制品的综合性能。指出橡胶工业用偶联剂未来的发展方向应为功能化、新型环保和复合型偶联剂。
肖亚轲[6](2020)在《隔离型改性剂的设计合成及对二氧化硅在橡胶中分散性的研究》文中认为二氧化硅是一种可再生无机粉体填料,由于其具有优异的补强性能而被广泛地应用在橡胶工业中。但是在二氧化硅的表面有许多高活性的羟基且原始粒径只有20-50纳米,因此二氧化硅容易聚集且拥有较强地极性,所以在橡胶基体中难于均匀分散,导致橡胶的综合性能差,以至于不能满足产品的要求。在本论文中,第一部分,我们首次提出用聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(吐温20)直接对二氧化硅改性,并研究了改性机理;第二部分,利用吐温20和硅烷偶联剂(Si69)并用改性二氧化硅并制备高性能橡胶纳米复合材料;第三部分,我们采用不同长度的隔离型改性剂对二氧化硅改性,并研究了对橡胶复合材料性能的影响,从而得出最佳的隔离距离,最后对机理进行了研究。主要研究结果如下:(1)首次采用吐温20成功地对二氧化硅直接进行改性。通过对FTIR、TGA、XPS表征结果分析,证明吐温20上的端羟基不仅可以和二氧化硅表面的硅羟基发生化学反应,而且吐温20分子链上的醚键,可以和二氧化硅表面的硅羟基形成氢键,使吐温20上带有的长脂肪链包覆在二氧化硅表面,可以减弱二氧化硅极性,增加与橡胶基体的相容性。此外,根据XRD、BET结果,证明改性前后二氧化硅的基本结构没有发生变化,因此不影响补强性能。(2)首次采用吐温20和硅烷偶联剂(Si69)共同改性二氧化硅并制备高性能橡胶复合材料。吐温20可以高效的使二氧化硅均匀分散在橡胶基体中,Si69可以和橡胶分子链发生化学反应,从而形成化学键。根据测试结果分析,二氧化硅的分散及橡胶复合材料的静态力学性能和动态生热等都比单独使用Si69改性效果好。此外,由于降低了 Si69的用量,所以,故可以减少VOC的释放并改善加工性能。(3)首次合成结构相似但长度不同的隔离型改性剂(二缩水甘油醚),并利用FTIR、1HNMR对合成物质进行结构表征。然后用隔离型改性剂对二氧化硅进行改性,并制备橡胶复合材料。通过Materials Studio(MS)测出回转半径,并根据对综合性能的影响,确定最佳的隔离距离是回转半径达到0.82nm时,二氧化硅分散、静态力学性能、动态热机械性能等达到最优,再增大回转半径,综合性能变化不大。
尹田雨[7](2020)在《高填充白炭黑/天然橡胶纳米复合材料的制备与应用》文中研究表明白炭黑又称二氧化硅,是一种重要的橡胶补强材料,但其表面含有大量亲水性羟基,导致其在补强橡胶时不易分散,容易形成自聚体,所以需要对其进行表面改性。制备白炭黑/橡胶纳米复合材料的传统方法-机械混炼法即干法混炼能耗高、效率低、不能连续化生产且伴随有粉尘飞扬,所以需要选择更为节能、环保的混炼方式。针对上述问题我们优选适用于水相条件下的白炭黑改性剂,制备稳定的白炭黑水浆,继而与天然胶乳进行液相复合,经喷雾干燥后得到高填充改性白炭黑母炼胶,如上技术就是液相复合技术,即湿法混炼技术。本文第一部分(第三章)采用不同比例的脂肪族聚氧乙烯醚(AEO9)与硅烷偶联剂(Si69)改性白炭黑水浆,相较于Si69,AEO9在改善白炭黑水浆的稳定性方面效果更为显着。在胶体磨的作用下,AEO9与Si69可以在水相条件下对白炭黑进行表面修饰。同时,AEO9的引入减少了硅氧烷结构偶联剂改性二氧化硅过程中乙醇等挥发性有机物(VOC)的排放。本文第二部分(第四章)采用第三章开发的新型白炭黑改性剂在湿法混炼的工艺条件下制备极高填充份数(100phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料,改性剂的总量为白炭黑质量份数的10%。当AEO9:Si69=1:3时所得复合材料的综合性能较干法混炼所得复合材料更为优异。将此工艺条件下制备的母炼胶与天然橡胶稀释并用,得到较低填充份数的白炭黑/天然橡胶纳米复合材料,其综合性能与干法混炼所得复合材料不相上下。本文第三部分(第五章)采用新型白炭黑改性剂在湿法混炼的工艺条件下针对不同牌号的白炭黑制备高填充份数(60phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料,改性剂的总量为白炭黑质量份数的10%。我们发现,对于白炭黑VN3,当新型白炭黑改性剂中AEO9的用量低于Si69时,所得复合材料综合性能较干法更为优异。而对于白炭黑1165,当新型白炭黑改性剂中AEO9的用量高于Si69时,所得复合材料综合性能较干法更为优异。考虑到Si69在水相条件下改性白炭黑可能存在的失效问题,设计实验对Si69固相改性白炭黑母炼胶进行研究。随Si69用量的增加,复合材料的模量和耐磨性能提升,但生热升高,这是由于在制备母炼胶的过程中,已经采用AEO9对白炭黑水浆进行改性,AEO9占据了白炭黑表面的反应位点,同时胶乳中的蛋白质等物质也会覆盖白炭黑表面的反应位点,所以,Si69固相改性白炭黑母炼胶时不能很好的发挥作用。
叶能[8](2020)在《白炭黑环保改性剂的开发及其在绿色轮胎胎面材料中的应用》文中进行了进一步梳理白炭黑由于价格低廉且可以提高轮胎的抗湿滑性能和降低轮胎的滚动阻力,已经被广泛用于制备绿色轮胎橡胶纳米复合材料。然而,白炭黑表面存在大量的羟基,在橡胶基体中容易团聚导致橡胶性能差,需要对其表面进行处理来降低羟基间的作用力,提高白炭黑在橡胶材料中的分散。硅烷偶联剂可与白炭黑表面羟基反应,并接枝到橡胶主链上,可大幅度改善白炭黑补强橡胶材料的性能,是橡胶工业中主要应用的白炭黑表面改性剂。然而,硅烷偶联剂对白炭黑进行改性时,会产生大量的乙醇,全球每年轮胎生产中产生的乙醇量可达到130000立方米。因此,开发不产生挥发性有机物(VOCs)的新型白炭黑用改性剂具有重要的意义。本论文基于以上研究背景展开,主要研究内容如下:在第二章中,基于环氧基团和羟基反应不产生VOCs的特点,利用环氧大豆油(ESO)作为白炭黑的表面分散剂,与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(TESPT)并用,在不影响橡胶性能的前提下减少TESPT的用量从而降低VOCs排放。利用ESO取代TESPT制备了白炭黑/天然橡胶纳米复合材料,研究了 ESO不同取代量对白炭黑分散和橡胶性能的影响,明确了两者并用产生的协同作用机制。热失重分析(TGA)结果表明,白炭黑和ESO在150℃下反应20分钟后,85%的ESO都化学接枝在了白炭黑表面。橡胶加工分析(RPA)测试结果表明,在ESO和TESPT的协同作用下,白炭黑填料分散优于TESPT单独使用的天然橡胶材料。当ESO取代29%的TESPT时,不但减少了 VOC排放,而且橡胶复合材料的静态力学性能和动态机械性能有明显提升。第三章在第二章的基础上,为了实现白炭黑改性时完全没有VOCs产生的目标,制备了一种基于大豆油分子结构的低环氧度环氧大豆油(L-ESO)分子,L-ESO分子结构中同时含有环氧基团和双键。其中,环氧官能团用于与白炭黑的羟基反应,双键用于和橡胶分子链中的双键发生交联反应,从而实现白炭黑和橡胶分子链间的化学结合,制备了 L-ESO改性的白炭黑/天然橡胶复合材料。RPA测试结果表明,L-ESO能有效促进白炭黑填料在橡胶中的分散。硫化特性和机械性能结果表明,L-ESO的双键会消耗硫磺,导致改性的橡胶纳米复合材料的交联密度变小,物理机械性能变差。通过提高材料配方中硫化体系用量,可以获得合适的交联密度,L-ESO改性的纳米复合材料的静态和动态机械性能也有明显的提高。第四章设计合成了含有环氧官能团和多硫键的新型环保偶联剂双环氧丙基多硫醚(BEP),利用多硫键与橡胶主链双键发生反应,可避免上一章中偶联剂双键对交联密度的影响。BEP用作白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料的偶联剂,与TESPT进行了比较。TGA以及结合胶结果显示,BEP能建立白炭黑和橡胶间的化学结合,从而形成强烈的界面作用,这有利于白炭黑橡胶纳米复合材料机械性能的提高。根据透射电镜以及RPA的结果,BEP能够有效的促进白炭黑在橡胶基体中的分散。我们对用BEP进行改性的橡胶纳米复合材料进行了静态机械性能以及动态机械性能的表征,结果显示,BEP可以有效提高材料的300%定伸强度和增强因子。此外,我们还发现BEP和TESPT对于白炭黑改性有协同作用,同时使用两者对白炭黑进行改性可以使得纳米复合材料具有十分优异的性能,可用来制备具有更高能效的绿色轮胎。
许宗超[9](2020)在《高强度、抗疲劳石墨烯/橡胶纳米复合材料的设计与制备》文中研究指明橡胶复合材料具有独特的粘弹性、低弹性模量和可逆形变等特性,在交通运输、密封防护、减震阻尼等领域具有重要应用。橡胶制品在实际使用时,需要长期经受准静态或者周期性动态载荷的作用,长此以往橡胶材料会逐渐破坏失效,带来巨大的安全隐患或者造成重大经济损失。因此,研究橡胶复合材料的疲劳性能对于橡胶制品的制备和使用具有重要意义。本论文探究并揭示填料类型、填料分散网络结构、填料与橡胶界面作用对橡胶复合材料力学强度以及疲劳性能的影响规律,从而为高强度、抗疲劳橡胶纳米复合材料的设计与制备提供了新的策略。本论文研究内容如下:(1)系统研究了球形白炭黑(SiO2)、管状碳纳米管(CNT)、片层氧化石墨烯(GO)三种不同形状系数填料单独使用时对丁苯橡胶(SBR)复合材料填料分散状态与填料网络微观结构、力学强度、裂纹扩展行为,以及裂纹断面形貌与元素分布等的影响。结果表明:CNT或GO更容易在较低填充量时形成互相搭接的填料网络,这种结构对于SBR复合材料的定伸应力提升显着;疲劳裂纹扩展速率和裂纹断面形貌与填料类型和用量密切相关;当三种不同填料增强的SBR复合材料具有相同硬度时,SiO2/SBR和GO/SBR复合材料的裂纹扩展速率相当,CNT/SBR复合材料的裂纹扩展速率最大。此外,由疲劳裂纹断面元素分析可知氧化锌(ZnO)也是引起橡胶裂纹扩展的重要因素之一。填料网络结构、填料与橡胶基体的界面作用以及ZnO的分散是影响橡胶疲劳性能的三个关键因素。(2)针对填料网络结构,设计了不同形状系数填料并用(CNT-SiO2,GO-SiO2)增强的SBR复合材料。结果表明:管状CNT或片层GO与球形SiO2构建形成的穿插隔离网络有利于提升复合材料的定伸应力和撕裂强度。在单轴疲劳中,动态应变下GO-SiO2填料网络具有更好的稳定性,GO在填料网络中可以分担应力,使裂纹在扩展时更易于发生偏转,产生次级裂纹,进而降低裂纹的扩展速率。在多轴疲劳中,最大工程应力(σmax)以及应力幅值对SBR复合材料的疲劳寿命具有一定的影响,在相同的σmax或应力幅值时,GO-SiO2/SBR复合材料的疲劳寿命最长,验证发现σmax与疲劳寿命之间具有很好的对应关系,可以用来预测SBR复合材料的疲劳寿命。(3)为了改善GO与非极性SBR之间的界面相容性,采用低成本的木质素磺酸钠(SLS)为稳定剂,抗坏血酸(VC)为绿色还原剂,制备出可以长时间稳定分散的功能化石墨烯(SRGO)水分散液。采用乳液复合法将SRGO与SBR胶乳复合,将乳液絮凝产物直接制备成SRGO/SBR或与SiO2并用制备成SRGO-SiO2/SBR复合材料。结果表明:SRGO/SBR复合材料不仅具有较高的定伸应力、优异的拉伸强度同时还保持较大的断裂伸长率;当SRGO用量达到3 phr时,裂纹断面形貌粗糙,孔洞缺陷结构较少,裂纹扩展速率明显降低。同时,SRGO-SiO2构建的协同分散填料网络也展现出优异的抗裂纹增长特性,与GO-SiO2填料体系相比,并用1 phr SRGO的裂纹扩展速率即可达到3 phr GO的效果。SRGO的均匀分散以及与橡胶基体间的良好界面作用是实现优异抗疲劳性能的关键。(4)采用静电吸附作用和原位生长相结合的方法制备了 ZnO-GO(ZG)复合粒子,通过机械共混法将ZG复合粒子与极性氯丁橡胶(CR)复合得到ZG/CR复合材料,通过乳液复合法将ZG复合粒子与非极性SBR复合得到ZG/SBR复合材料。在ZG/CR中,ZG复合粒子与极性CR之间形成氢键和金属配位键双重作用,进而构建了填料-橡胶的强界面作用。ZG复合粒子不仅提高了 CR硫化效率、交联密度、力学强度,同时还改善了 CR疲劳裂纹断面处的ZnO分散状态,提高了 CR复合材料的抗裂纹扩展性能。当GO含量为3 phr时,ZG/CR的硫化速率比ZnO-GO/CR体系提高了 2.6倍,300%定伸应力和拉伸强度分别提高了 31%和60%。在以羧基丁苯橡胶(XSBR)为界面剂的ZG/SBR中,ZG复合粒子与XSBR之间形成-COO-/Zn2+离子键和氢键作用,同时XSBR与SBR之间可通过硫磺交联形成共价键。在多重键合作用下,ZG/SBR表现出更高的力学强度。由于离子键和氢键在动态应变下可以优先断裂耗散能量,同时疲劳裂纹断面的ZnO粒子分散性明显改善,因此ZG/SBR复合材料在抗裂纹增长,提高疲劳性能方面具有更显着的优势。这种简单、有效的方法制备的ZG复合粒子不仅可以作为硫化助剂同时还可以充分发挥GO的增强优势,为制备多功能性的橡胶助剂以及高性能橡胶复合材料提供了新思路。
刘金亮[10](2020)在《预改性白炭黑的制备及其在绿胎配方中的应用研究》文中研究表明Si69是目前轮胎产业中使用最为广泛的白炭黑改性剂,然而在目前的工业领域使用Si69依然存在较为明显的缺陷,在加工过程中干法混炼时橡胶分散吃料困难,混炼过程中由于高剪切带来的高生热使得温度难以控制,白炭黑分散效果受限,有待进一步提升,同时,含乙氧基的硅烷偶联剂Si69,在与白炭黑反应过程中会产生大量的乙醇气体,不仅会造成制品的孔隙率提高,而且存在生产过程中的安全隐患。本研究通过原位改性共混法,确定新型白炭黑改性体系的配方,并在此基础上通过水相法制备得到喷雾预改性白炭黑,研究了Si69和AEO9共同改性白炭黑的作用机理和在橡胶加工过程中,探索了提高填料分散和构建白炭黑与橡胶分子间的化学结合两方面补强手段对提升橡胶综合性能的意义。采用具有两亲性质的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)与传统硅烷偶联剂Si69并用,一方面希望通过降低Si69的使用量以降低白炭黑橡胶复合材料中VOC气体的排放,另一方面也希望通过AEO9加强白炭黑分散以提高材料的综合性能,通过调整Si69和AEO9的使用配比及调整两者总的使用量。本研究得到了了一下结论:AEO9的引入可以显着提高白炭黑橡胶复合材料包括滚动阻力和动态压缩生热的动态力学性能,综合考虑材料的静态力学性能及与单纯使用传统偶联剂Si69相比,优选Si69和AEO9的使用配比为2:1,总使用量为白炭黑填充量的10%。喷雾得到预处理白炭黑进行150℃热处理之后能够为改性剂与白炭黑进一步发生反应提供条件,使得白炭黑有机化改性更加充分,把此种方法制备得到的预改性白炭黑填充到SSBR/BR橡胶后,与传统的原位干法共混对比,橡胶材料硫化特性得到优化,可以起到延迟硫化提升生产安全性的效果,同时胶料的交联密度上升,橡胶复合材料中填料网络更加均匀,白炭黑在橡胶基体中的分散更加均匀,300定伸提升,力学性能优异。尤其是当Si69和AEO9的使用量为8:4时,预改性白炭黑的补强效果最为理想,这为橡胶工业化生产过程中降低生产能耗、减少污染物排放、节约生产成本和提高工艺流程安全性有着重要的意义
二、新型白炭黑在橡胶工业中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新型白炭黑在橡胶工业中的应用(论文提纲范文)
(1)生物质基硅-碳填料中二氧化硅含量对天然橡胶补强性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 生物质 |
1.2.1 生物质的来源和组成 |
1.2.2 生物质中的SiO_2 |
1.2.3 生物质中的木质素 |
1.2.4 生物质中的纤维素 |
1.2.5 生物质中的半纤维素 |
1.3 天然橡胶 |
1.3.1 天然橡胶的发展 |
1.3.2 天然橡胶的种类 |
1.3.3 天然橡胶的结构与性能 |
1.3.4 天然橡胶复合材料的制备及应用 |
1.4 橡胶的填料 |
1.4.1 传统补强填料 |
1.4.2 其他补强填料 |
1.5 填料的补强机理 |
1.6 本文选题目的及研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验仪器与设备 |
2.3 实验方法与过程 |
2.3.1 热解生物质填料的制备 |
2.3.2 LS杂化材料的制备 |
2.3.3 硫化胶的制备 |
2.4 表征方法 |
2.4.1 填料的表征 |
2.4.2 硫化胶的表征 |
第三章 热解生物质用作橡胶补强填料:生物质填料中SiO_2含量的影响 |
3.1 引言 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 热解生物质填料的表征 |
3.2.2 硫化胶的表征 |
3.3 本章小结 |
第四章 应用不同生物质基木质素/SiO_2杂化材料进行橡胶补强:SiO_2含量的影响 |
4.1 引言 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 LS杂化材料的表征 |
4.2.2 硫化胶的表征 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(2)硅纤维填充天然橡胶复合材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 硅纤维用于橡胶行业的研究背景 |
1.2 硅纤维概述 |
1.2.1 硅纤维的晶体结构 |
1.2.2 硅纤维的性质 |
1.3 填料的表面改性 |
1.3.1 表面化学改性 |
1.3.2 表面包覆改性 |
1.3.3 沉淀反应改性 |
1.3.4 机械力化学改性 |
1.4 橡胶补强材料的国内外研究现状 |
1.4.1 炭黑 |
1.4.2 白炭黑 |
1.4.3 硅纤维 |
1.4.4 其他补强材料 |
1.5 补强机理的发展及天然橡胶复合材料制备工艺 |
1.5.1 补强机理的发展 |
1.5.2 补强材料/天然橡胶复合材料的制备工艺 |
1.6 本课题研究的目的意义及主要内容 |
1.6.1 课题研究的目的及意义 |
1.6.2 课题研究的主要内容 |
2 硅纤维的改性机理及补强机理 |
2.1 概述 |
2.2 硅纤维的改性机理 |
2.2.1 硅烷偶联剂改性硅纤维的机理 |
2.2.2 油酸钾改性硅纤维的机理 |
2.3 硅纤维的补强机理 |
2.4 本章小结 |
3 硅纤维改性及硅纤维填充天然橡胶的实验研究 |
3.1 主要材料与设备 |
3.2 性能测试 |
3.2.1 X射线衍射测试 |
3.2.2 傅里叶变换红外光谱测试 |
3.2.3 门尼黏度测试 |
3.2.4 硫化特性测试 |
3.2.5 硬度测试 |
3.2.6 力学性能测试 |
3.2.7 Payne效应测试 |
3.2.8 三维形貌测试 |
3.2.9 粒度测试 |
3.2.10 流动性测试 |
3.2.11 耐磨性测试 |
3.2.12 动态力学测试 |
3.2.13 密度测试 |
3.2.14 压缩生热测试 |
3.2.15 活化指数测试 |
3.3 实验方案 |
3.3.1 硅纤维改性的方案 |
3.3.2 硅纤维对天然橡胶补强性研究的实验方案 |
3.3.3 硅纤维粒径对胶料影响研究的实验方案 |
3.3.4 硅纤维替代白炭黑份数对复合材料性能影响研究的实验方案 |
3.3.5 硅纤维替代炭黑份数对胶料性能影响研究的实验方案 |
3.3.6 混炼工艺对胶料性能影响研究的实验方案 |
3.4 本章小结 |
4 实验结果与数据分析 |
4.1 硅纤维改性的结果与讨论 |
4.1.1 改性前硅纤维的表征结果 |
4.1.2 硅烷偶联剂及不同用量硅纤维改性效果影响的结果与讨论 |
4.1.3 油酸钾及不同用量对硅纤维改性效果影响的结果与讨论 |
4.2 硅纤维对天然橡胶补强性研究的实验结果与讨论 |
4.2.1 硅纤维对天然橡胶门尼黏度及硫化特性的影响 |
4.2.2 硅纤维对天然橡胶力学性能的影响 |
4.2.3 硅纤维对天然橡胶Payne效应的影响 |
4.3 硅纤维粒径对胶料性能影响的实验结果与讨论 |
4.3.1 硅纤维粒径的表征 |
4.3.2 硅纤维粒径对胶料门尼黏度及硫化特性的影响 |
4.3.3 硅纤维粒径对胶料物理机械性能的影响 |
4.3.4 硅纤维粒径对胶料Payne效应的影响 |
4.3.5 硅纤维粒径对胶料动态机械性能的影响 |
4.4 硅纤维替代白炭黑份数对胶料性能影响的实验结果与讨论 |
4.4.1 硅纤维替代白炭黑份数对胶料门尼黏度及硫化特性的影响 |
4.4.2 硅纤维替代白炭黑份数对胶料物理机械性能的影响 |
4.4.3 硅纤维替代白炭黑份数对胶料Payne效应的影响 |
4.4.4 硅纤维替代白炭黑份数对胶料动态力学性能的影响 |
4.5 硅纤维替代炭黑份数对胶料性能影响的实验结果与讨论 |
4.5.1 硅纤维替代炭黑份数对胶料门尼黏度及硫化特性的影响 |
4.5.2 硅纤维替代炭黑份数对胶料物理机械性能的影响 |
4.5.3 硅纤维替代炭黑份数对胶料Payne效应的影响 |
4.5.4 硅纤维替代炭黑份数对胶料动态力学性能的影响 |
4.6 混炼工艺对胶料性能影响的实验结果与讨论 |
4.6.1 混炼工艺对胶料门尼黏度及硫化特性的影响 |
4.6.2 混炼工艺对复合材料物理机械性能的影响 |
4.6.3 混炼工艺对胶料Payne效应的影响 |
4.6.4 混炼工艺对胶料动态力学性能的影响 |
4.6.5 混炼工艺对胶料压缩生热的影响 |
4.7 本章小结 |
全文总结与展望 |
本文所做工作 |
本文主要结论 |
创新点 |
研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利 |
(3)改性白炭黑填充橡胶复合材料性能及温度相关性本构关系研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.2 白炭黑简介 |
1.2.1 白炭黑的制备工艺 |
1.2.2 白炭黑的补强机理 |
1.2.3 白炭黑的改性 |
1.3 白炭黑橡胶复合材料应用 |
1.4 改性白炭黑橡胶复合材料性能研究 |
1.4.1 拉伸力学性能 |
1.4.2 摩擦学性能 |
1.4.3 断裂韧性 |
1.5 填充胶料的超弹性力学行为的研究现状 |
1.5.1 填充胶料的超弹性力学性能温度相关性试验 |
1.5.2 填充橡胶复合材料的超弹性力学行为表征 |
1.5.3 填充橡胶复合材料的超弹性本构模型 |
1.6 研究意义 |
1.7 研究内容 |
2 白炭黑制备改性及表征 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 主要原材料及主要实验仪器 |
2.1.2 沉淀法纳米白炭黑的制备 |
2.1.3 硅烷偶联剂改性白炭黑 |
2.1.4 Silica、KH-silica的性能测试 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 白炭黑和改性白炭黑的红外光谱表征 |
2.2.2 白炭黑与改性白炭黑的SEM表征 |
2.2.3 白炭黑与改性白炭黑的XRD表征 |
2.2.4 白炭黑与改性白炭黑的疏水性表征 |
2.2.5 白炭黑与改性白炭黑的TGA表征 |
2.3 本章小结 |
3 熔融共混法制备Silica/NR复合材料以及性能研究 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 主要原材料及主要实验仪器 |
3.1.2 Silica填充NR复合材料的制备 |
3.1.3 Silica填充NR复合材料的性能研究 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 Silica/NR复合材料的SEM表征 |
3.2.2 Silica/NR复合材料的硫化特性分析 |
3.2.3 Silica/NR复合材料RPA性能分析 |
3.2.4 Silica/NR复合材料导热性能 |
3.2.5 Silica/NR复合材料力学性能 |
3.2.6 Silica/NR复合材料磨耗性能 |
3.3 本章小结 |
4 熔融共混法制备KH-Silica/NR复合材料以及性能研究 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 主要原材料及主要实验仪器 |
4.1.2 KH-Silica填充NR复合材料的制备 |
4.1.3 KH-Silica填充NR复合材料的性能研究 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 KH-Silica/NR复合材料的SEM表征 |
4.2.2 KH-Silica/NR复合材料的硫化特性分析 |
4.2.3 KH-Silica/NR复合材料RPA性能分析 |
4.2.4 KH-Silica/NR复合材料导热性能 |
4.2.5 KH-Silica/NR复合材料力学性能 |
4.2.6 KH-Silica/NR复合材料磨耗性能 |
4.2.7 KH-Silica/NR复合材料热稳定性 |
4.3 本章小结 |
5 基于Silica/NR复合材料Mooney-Rivlin显含温度参数模型 |
5.1 实验部分 |
5.1.1 主要材料以及配方 |
5.1.2 主要实验仪器 |
5.1.3 实验方法 |
5.2 不同温度下橡胶单轴拉伸试验结果 |
5.3 较大变形范围内Mooney-Rivlin模型温度相关系的表征能力研究 |
5.4 Mooney-Rivlin模型显含温度参数的公式表达 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(4)异戊橡胶湿法混炼及其在航空轮胎部位胶中的应用研究(论文提纲范文)
摘 要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 轮胎产业技术 |
1.1.1 轮胎产业技术概述 |
1.1.2 轮胎制造原材料 |
1.1.3 轮胎制造工艺 |
1.2 轮胎用天然橡胶 |
1.2.1 天然橡胶概述 |
1.2.2 天然橡胶聚集态结构 |
1.2.3 天然橡胶性质 |
1.2.4 天然橡胶补强 |
1.2.5 天然橡胶在高端轮胎中的应用 |
1.2.6 国内天然橡胶资源现状 |
1.3 异戊橡胶 |
1.3.1 概述 |
1.3.2 聚合催化体系 |
1.3.3 异戊橡胶凝聚技术 |
1.3.4 异戊橡胶与天然橡胶的差别 |
1.3.5 异戊橡胶供需现状与应用前景 |
1.4 论文研究创新性 |
第2章 白炭黑/异戊橡胶湿法混炼工艺 |
2.1 前言 |
2.2 实验原材料与仪器设备 |
2.3 白炭黑悬浮液制备 |
2.3.1 强剪切原位改性验证 |
2.3.2 悬浮液制备技术参数确立 |
2.4 白炭黑/异戊橡胶混合液干燥 |
2.4.1 白炭黑/异戊橡胶混合液不同脱挥方式对比 |
2.4.2 不同白炭黑填充份数的分散性 |
2.5 小结 |
第3章 白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶性能 |
3.1 前言 |
3.2 实验原材料与仪器设备 |
3.3 白炭黑不同方式填充异戊橡胶与天然橡胶性能对比 |
3.4 湿法母炼胶配方胶的加工性能与力学性能 |
3.4.1 不同炭黑填充异戊橡胶性能差异 |
3.4.2 炭黑分散性对材料性能的影响 |
3.4.3 湿法母炼胶基础配方性能 |
3.5 白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶生产型配方胶性能 |
3.6 小结 |
第4章 航空轮胎硫化工艺优化 |
4.1 前言 |
4.2 实验原材料与实验设备 |
4.3 硫化三要素对部位胶性能的影响 |
4.3.1 硫化压力对胶料性能的影响 |
4.3.2 硫化温度与硫化时间对胶料性能的影响 |
4.4 实验室条件下非等温硫化过程的模拟与验证 |
4.5 橡胶加工分析仪判定硫化程度 |
4.6 轮胎硫化时间优化与部位胶性能验证 |
4.7 小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(5)偶联剂改性补强填充剂及其在橡胶中的应用研究(论文提纲范文)
1 硅烷偶联剂改性补强填充剂 |
1.1 硅烷偶联剂改性炭黑 |
1.2 硅烷偶联剂改性白炭黑 |
1.3 硅烷偶联剂改性其他补强填充剂 |
2 钛酸酯偶联剂改性补强填充剂 |
3 其他偶联剂改性补强填充剂 |
4 结语 |
(6)隔离型改性剂的设计合成及对二氧化硅在橡胶中分散性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题背景 |
1.3 橡胶/二氧化硅复合材料简介 |
1.3.1 二氧化硅补强橡胶 |
1.3.2 二氧化硅补强橡胶机理 |
1.4 二氧化硅简介 |
1.4.1 二氧化硅的性质结构与制备方法 |
1.4.2 二氧化硅的应用 |
1.4.3 二氧化硅的改性 |
1.5 论文选题的目的和意义 |
1.6 论文的主要研究内容 |
1.7 论文的创新点 |
第二章 聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(吐温20)改性二氧化硅及其填充天然橡胶复合材料的性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验原材料及配方 |
2.3 主要仪器与设备 |
2.4 分析与测试 |
2.5 吐温20改性二氧化硅 |
2.5.1 吐温20的简介及具体结构式 |
2.5.2 吐温20改性二氧化硅的加工流程 |
2.6 结果表征及机理研究 |
2.6.1 吐温20改性二氧化硅前后的红外光谱分析(FTIR) |
2.6.2 吐温20改性二氧化硅前后的热失重分析(TGA) |
2.6.3 吐温20改性二氧化硅前后的X射线光电子能谱分析(XPS) |
2.6.4 吐温20改性二氧化硅前后的X射线衍射和比表面积分析(XRD和BET) |
2.6.5 吐温20改性二氧化硅的机理研究 |
2.7 吐温20在二氧化硅/橡胶复合材料中的应用及性能测试 |
2.7.1 二氧化硅/橡胶复合材料的制备 |
2.7.2 二氧化硅/橡胶复合材料硫化特性 |
2.7.3 二氧化硅/橡胶复合材料橡胶加工性能测试(RPA) |
2.7.4 二氧化硅/橡胶复合材料静态力学性能 |
2.8 小结 |
第三章 并用聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(吐温20)及硅烷偶联剂(Si69)改性二氧化硅及其填充天然橡胶复合材料的性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验原材料及配方 |
3.3 主要仪器与设备 |
3.4 分析与测试 |
3.5 吐温20与Si69在二氧化硅/橡胶复合材料中的应用及性能测试 |
3.5.1 二氧化硅/橡胶复合材料的制备 |
3.5.2 二氧化硅/橡胶复合材料硫化特性 |
3.5.3 二氧化硅/橡胶复合材料橡胶加工性能测试(RPA) |
3.5.4 二氧化硅/橡胶复合材料扫描电镜图(SEM) |
3.5.5 二氧化硅/橡胶复合材料静态力学性能 |
3.5.6 二氧化硅/橡胶复合材料透射电镜图(TEM) |
3.5.7 二氧化硅/橡胶复合材料动态机械性能测试(DMA) |
3.5.8 二氧化硅/橡胶复合材料动态生热 |
3.6 小结 |
第四章 二氧化硅粒子距离对橡胶复合材料性能的影响及机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验原材料及配方 |
4.3 主要仪器与设备 |
4.4 分析与测试 |
4.5 隔离改性剂的制备 |
4.5.1 隔离改性剂的结构 |
4.5.2 隔离改性剂的合成 |
4.6 隔离改性剂的表征 |
4.6.1 红外光谱分析(FTIR) |
4.6.2 核磁谱图分析(H-NMR) |
4.7 长度不同的隔离型改性剂对二氧化硅/橡胶复合材料性能影响及机理研究 |
4.7.1 二氧化硅/橡胶复合材料的制备 |
4.7.2 不同隔离型改性剂的回转半径 |
4.7.3 二氧化硅/橡胶复合材料硫化特性 |
4.7.4 二氧化硅/橡胶复合材料橡胶加工性能测试(RPA) |
4.7.5 二氧化硅/橡胶复合材料静态力学性能 |
4.7.6 二氧化硅/橡胶复合材料动态机械测试(DMA) |
4.7.7 二氧化硅/橡胶复合材料交联密度测试 |
4.7.8 隔离型改性剂补强二氧化硅/橡胶复合材料机理 |
4.8 小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(7)高填充白炭黑/天然橡胶纳米复合材料的制备与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号和缩略词说明 |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题背景 |
1.3 纳米复合材料 |
1.4 白炭黑 |
1.4.1 概述 |
1.4.2 白炭黑的结构特点与表面改性 |
1.5 天然胶乳 |
1.6 白炭黑/天然橡胶纳米复合材料的制备方法 |
1.6.1 干法混炼技术 |
1.6.2 湿法混炼技术 |
1.7 论文选题的目的和意义 |
1.8 本课题的主要研究内容和创新点 |
2 实验部分 |
2.1 实验原材料 |
2.2 实验设备及测试仪器 |
2.3 样品制备工艺及实验配方 |
2.3.1 100phr白炭黑VN3/天然橡胶纳米复合材料的制备 |
2.3.2 100phr白炭黑VN3/天然橡胶母炼胶与天然橡胶并用制备相应填充份数白炭黑/天然橡胶纳米复合材料的工艺 |
2.3.3 60phr白炭黑VN3/天然橡胶纳米复合材料的制备 |
2.3.4 60phr白炭黑1165/天然橡胶纳米复合材料的制备 |
2.3.5 Si69固相改性60phr白炭黑1165/天然橡胶母炼胶的影响规律 |
2.4 性能测试和表征方法 |
2.4.1 白炭黑水浆的表征 |
2.4.2 白炭黑粉体的表征 |
2.4.3 白炭黑/天然橡胶母炼胶的表征 |
2.4.4 白炭黑/天然橡胶复合材料的性能表征 |
3 改性白炭黑水浆研究 |
3.1 概述 |
3.2 白炭黑水浆的稳定性研究 |
3.2.1 白炭黑VN3水浆的稳定性研究 |
3.2.2 白炭黑1165水浆的稳定性研究 |
3.3 白炭黑水浆的萃取实验 |
3.4 改性白炭黑1165颗粒的红外(FT-IR)测试分析 |
3.5 小结 |
4 极高填充份数(100phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料制备与应用研究 |
4.1 极高填充份数(100phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能研究 |
4.1.1 前言 |
4.1.2 不同工艺条件下复合材料的混炼情况 |
4.1.3 母炼胶的热失重分析 |
4.1.4 硫化特性 |
4.1.5 静态力学性能 |
4.1.6 动态性能 |
4.1.7 微观形貌 |
4.1.8 小结 |
4.2 极高填充份数(100phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料并用稀释性能研究 |
4.2.1 前言 |
4.2.2 硫化特性 |
4.2.3 静态力学性能 |
4.2.4 动态性能 |
4.2.5 小结 |
5 高填充份数(60phr)白炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能研究 |
5.1 概述 |
5.2 60phr白炭黑VN3/天然橡胶纳米复合材料 |
5.2.1 母炼胶的热失重分析 |
5.2.2 硫化特性 |
5.2.3 静态力学性能 |
5.2.4 动态性能 |
5.2.5 小结 |
5.3 60phr白炭黑1165/天然橡胶纳米复合材料 |
5.3.1 母炼胶的热失重分析 |
5.3.2 硫化特性 |
5.3.3 静态力学性能 |
5.3.4 动态性能 |
5.3.5 小结 |
5.4 Si69固相改性60phr白炭黑1165/天然橡胶母炼胶 |
5.4.1 前言 |
5.4.2 硫化特性 |
5.4.3 静态力学性能 |
5.4.4 动态性能 |
5.4.5 小结 |
6 结论 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(8)白炭黑环保改性剂的开发及其在绿色轮胎胎面材料中的应用(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRAC |
主要符号和缩略词说明 |
第一章 绪论 |
1.1 纳米白炭黑 |
1.1.1 白炭黑的性质及制备 |
1.1.2 白炭黑的结构 |
1.1.3 纳米填料的补强机理 |
1.1.4 白炭黑在绿色轮胎胎面材料中的应用 |
1.2 纳米复合材料中的白炭黑表面修饰 |
1.2.1 纳米复合材料中的白炭黑改性概述 |
1.2.2 纳米复合材料中的白炭黑表面包覆型改性 |
1.2.3 纳米复合材料中白炭黑与基体偶联的偶联型改性 |
1.2.4 纳米复合材料中的白炭黑隔离型改性 |
1.3 轮胎工业中的VOCs排放 |
1.3.1 VOCs排放的危害与VOCs的限排 |
1.3.2 轮胎工业中VOCs排放现状 |
1.3.3 白炭黑偶联剂的发展趋势 |
1.4 论文的选题目的和意义 |
1.5 本课题的主要研究内容 |
1.6 本论文的创新点 |
第二章 环氧大豆油在白炭黑/橡胶复合材料中的应用研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要原料和实验仪器 |
2.2.2 测试与表征 |
2.3 样品制备工艺及实验配方 |
2.3.1 ESO改性白炭黑的制备 |
2.3.2 ESO改性白炭黑橡胶复合材料的制备 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 ESO对白炭黑的表面修饰研究 |
2.4.2 ESO改性白炭黑橡胶混炼胶的硫化特性研究 |
2.4.3 ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的性能研究 |
2.4.3.1 ESO改性白炭黑/橡胶混炼胶中的填料网络结构分析 |
2.4.3.2 ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的静态机械性能分析 |
2.4.3.3 ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的动态机械性能分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 低环氧度环氧大豆油在白炭黑/橡胶复合材料中的应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要原料和实验仪器 |
3.2.2 测试与表征 |
3.3 样品制备工艺及实验配方 |
3.3.1 L-ESO的带制备 |
3.3.2 L-ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的制备 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 L-ESO的化学结构表征 |
3.4.2 L-ESO改性白炭黑/橡胶混炼胶的硫化特性研究 |
3.4.3 L-ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的性能研究 |
3.4.3.1 L-ESO改性白炭黑/橡胶混炼胶中的填料网络结构分析 |
3.4.3.2 L-ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的静态机械性能分析 |
3.4.3.3 L-ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的动态机械性能分析 |
3.4.4 硫磺用量对L-ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的性能影响研究 |
3.4.4.1 硫磺用量对L-ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的静态机械性能的影响 |
3.4.4.2 硫磺用量对L-ESO改性白炭黑/橡胶复合材料的动态机械性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 双环氧丙基多硫醚的制备及在白炭黑/橡胶复合材料的应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要原料和实验仪器 |
4.2.2 测试与表征 |
4.3 样品制备工艺及实验配方 |
4.3.1 BEP的制备 |
4.3.2 BEP化学改性白炭黑的制备 |
4.3.3 BEP改性白炭黑/橡胶复合材料的制备 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 TESPT改性白炭黑时生成的VOCs表征分析 |
4.4.2 BEP的化学结构表征 |
4.4.2.1 BEP的核磁图谱分析 |
4.4.2.2 BEP的傅里叶变换红外光谱分析 |
4.4.2.3 BEP的质谱分析 |
4.4.3 BEP对白炭黑的表面修饰研究 |
4.4.3.1 BEP改性白炭黑的傅里叶变换红外光谱分析 |
4.4.3.2 BEP改性白炭黑的X射线光电子能谱分析 |
4.4.3.3 BEP改性白炭黑的热失重分析 |
4.4.4 BEP改性白炭黑/橡胶混炼胶的硫化特性研究 |
4.4.5 BEP改性白炭黑/橡胶复合材料的性能研究 |
4.4.5.1 BEP改性白炭黑/橡胶混炼胶中的结合胶含量分析 |
4.4.5.2 BEP改性白炭黑/橡胶混料胶中的填料网络结构分析 |
4.4.5.3 BEP改性白炭黑/橡胶复合材料的静态机械性能分析 |
4.4.5.4 BEP改性白炭黑/橡胶复合材料的动态机械性能分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师介绍 |
附件 |
(9)高强度、抗疲劳石墨烯/橡胶纳米复合材料的设计与制备(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
主要物理符号和缩写符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题背景 |
1.3 纳米填料的概述 |
1.3.1 白炭黑概述 |
1.3.2 碳纳米管概述 |
1.3.3 石墨烯概述 |
1.4 石墨烯的功能化改性方法 |
1.4.1 石墨烯的共价键改性 |
1.4.2 石墨烯的非共价键改性 |
1.5 石墨烯/橡胶复合材料制备方法 |
1.5.1 熔融共混法 |
1.5.2 溶液复合法 |
1.5.3 乳液复合法 |
1.6 橡胶复合材料疲劳性能研究方法 |
1.6.1 裂纹成核法 |
1.6.2 裂纹扩展法 |
1.7 橡胶复合材料疲劳性能的影响因素 |
1.7.1 载荷条件 |
1.7.2 外界环境因素 |
1.7.3 橡胶复合材料配方组成 |
1.7.3.1 橡胶基体 |
1.7.3.2 填料类型 |
1.7.3.3 硫化体系 |
1.8 论文选题目的与意义 |
1.9 主要研究内容 |
1.10 创新点 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原材料 |
2.2 实验配方及制备工艺 |
2.3 实验仪器设备 |
2.4 材料表征及性能测试 |
2.4.1 傅里叶变换红外光谱FTIR测试 |
2.4.2 拉曼光谱Raman测试 |
2.4.3 X射线光电子能谱XPS测试 |
2.4.4 X射线衍射XRD测试 |
2.4.5 热失重TGA测试 |
2.4.6 扫描电子显微镜SEM测试 |
2.4.7 透射电子显微镜TEM测试 |
2.4.8 原子力显微镜AFM测试 |
2.5 橡胶复合材料性能测试 |
2.5.1 橡胶硫化性能 |
2.5.2 橡胶静态力学性能 |
2.5.3 填料网络结构(RPA分析) |
2.5.4 动态力学性能分析(DMA分析) |
2.5.5 橡胶交联密度测试 |
2.5.6 橡胶疲劳性能测试 |
2.5.6.1 单轴疲劳测试 |
2.5.6.2 多轴疲劳测试 |
第三章 不同形状系数填料对丁苯橡胶复合材料物理机械性能及动态疲劳性能的影响 |
3.1 前言 |
3.2 不同形状系数填料微观形貌 |
3.3 不同形状系数填料填充SBR复合材料性能研究 |
3.3.1 硫化性能 |
3.3.2 填料网络结构 |
3.3.3 填料分散 |
3.3.4 静态力学性能 |
3.3.5 动态力学性能 |
3.3.6 橡胶复合材料动态疲劳性能 |
3.3.6.1 橡胶复合材料疲劳裂纹扩展速率 |
3.3.6.2 橡胶复合材料裂纹扩展路径 |
3.3.6.3 橡胶复合材料疲劳断面微观形貌 |
3.3.6.4 橡胶复合材料疲劳断面元素分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 不同形状系数填料并用对丁苯橡胶复合材料物理机械性能及动态疲劳性能的影响 |
4.1 前言 |
4.2 不同形状系数填料并用填充SBR复合材料性能研究 |
4.2.1 硫化性能 |
4.2.2 填料网络结构 |
4.2.3 填料分散 |
4.2.4 静态力学性能 |
4.2.5 动态力学性能 |
4.2.6 不同形状系数填料并用填充SBR复合材料单轴疲劳性能研究 |
4.2.6.1 疲劳过程中填料网络结构演变 |
4.2.6.2 疲劳裂纹扩展速率 |
4.2.6.3 疲劳裂纹扩展路径 |
4.2.6.4 疲劳裂纹断面微观形貌 |
4.2.7 不同形状系数填料并用填充SBR复合材料多轴疲劳性能研究 |
4.2.7.1 应力软化效应 |
4.2.7.2 疲劳寿命预测 |
4.3 不同形状系数填料并用抗疲劳机理分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 木质素磺酸钠功能化石墨烯/丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究 |
5.1 前言 |
5.2 RGO和SRGO的制备与表征 |
5.2.1 FTIR和Raman分析 |
5.2.2 XPS分析 |
5.2.3 TGA分析 |
5.2.4 XRD分析 |
5.2.5 AFM分析 |
5.3 SRGO/SBR复合材料的制备与性能研究 |
5.3.1 硫化性能 |
5.3.2 填料网络结构 |
5.3.3 填料分散 |
5.3.4 静态力学性能 |
5.3.5 动态力学性能 |
5.3.6 疲劳性能 |
5.4 SRGO-SiO_2/SBR复合材料的制备与性能研究 |
5.4.1 填料网络结构 |
5.4.2 填料分散 |
5.4.3 静态力学性能 |
5.4.4 疲劳性能 |
5.5 本章小结 |
第六章 氧化锌-氧化石墨烯复合粒子的制备及其对橡胶复合材料性能的影响 |
6.1 前言 |
6.2 ZG复合粒子的结构表征 |
6.2.1 ZG复合粒子形貌结构分析 |
6.2.2 ZG复合粒子XRD分析 |
6.2.3 ZG复合粒子XPS分析 |
6.2.4 ZG复合粒子Raman分析 |
6.3 ZG/CR复合材料的制备与性能研究 |
6.3.1 微观结构 |
6.3.2 界面性能分析 |
6.3.3 硫化性能 |
6.3.4 交联密度 |
6.3.5 静态力学性能 |
6.3.6 疲劳性能 |
6.3.7 机理解释 |
6.4 ZG/SBR复合材料的制备与性能研究 |
6.4.1 硫化性能 |
6.4.2 填料网络结构 |
6.4.3 填料分散 |
6.4.4 静态力学性能 |
6.4.5 疲劳性能 |
6.4.6 机理解释 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(10)预改性白炭黑的制备及其在绿胎配方中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 绿色轮胎的概述 |
1.3 白炭黑的概述 |
1.3.1 白炭黑的结构与性质 |
1.3.2 白炭黑的制备 |
1.3.3 国内外白炭黑产业的发展现状 |
1.4 二氧化硅补强橡胶机理 |
1.5 白炭黑的改性处理 |
1.5.1 硅烷偶联剂改性 |
1.5.2 醇酯法表面改性 |
1.5.3 聚合物接枝改性法 |
1.6 课题的研究内容和意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料和设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 性能测试和表征方法 |
2.2.1 FTIR分析 |
2.2.2 白炭黑热失重分析 |
2.2.3 光散射粒径分析(DLS) |
2.2.4 水接触角测试 |
2.2.5 RPA分析 |
2.2.6 硫化性能测试 |
2.2.7 橡胶复合材料力学性能测试 |
2.2.8 橡胶复合材料硬度测试 |
2.2.9 压缩生热分析 |
2.2.10 耐磨性能测试 |
第三章 预改性白炭黑改性体系的确定 |
3.1 引言 |
3.2 AE09和Si69的化学结构 |
3.3 AE09和si69使用比例对白炭黑/SSBR/BR的影响 |
3.3.1 白炭黑/SSBR/BR复合材料的制备 |
3.3.2 Si69和AE09使用比例对白炭黑/SSBR/BR复合材料填料网络的影响 |
3.3.3 Si69和AE09使用比例对白炭黑/SSBR/BR硫化性能的影响 |
3.3.4 Si69和AE09使用比例对白炭黑/SSBR/BR力学性能的影响 |
3.3.5 Si69和AE09使用比例对白炭黑/SSBR/BR动态性能的影响 |
3.3.6 Si69和AE09使用比例对白炭黑/溶聚丁苯/顺丁橡胶压缩生热的影响 |
3.4 改性剂使用总量对白炭黑/SSBR/BR的影响 |
3.4.1 白炭黑/SSBR/BR的制备 |
3.4.2 改性剂使用量对白炭黑填充SSBR/BR填料网络的影响 |
3.4.3 改性剂使用量对白炭黑填充SSBR/BR硫化性能的影响 |
3.4.4 改性剂使用量对白炭黑填充SSBR/BR学性能的影响 |
3.4.5 改性剂使用量对白炭黑填充SSBR/BR动态性能的影响 |
3.5 小结 |
3.6 参考文献 |
第四章 预改性白炭黑的制备及其在绿胎配方中的应用 |
4.1 引言 |
4.2 水相法预改性白炭黑及白炭黑/SSBR/BR的制备工艺 |
4.2.1 Si69和AE09均相水溶液的制备 |
4.2.2 Si69/AE09/白炭黑水浆的制备 |
4.2.3 预改性白炭黑粉末的制备 |
4.2.4 预改性白炭黑/SSBR/BR的制备 |
4.3 Si69/AE09/白炭黑水浆及喷雾粉体中白炭黑的表征 |
4.3.1 不同比例Si69/AE09/白炭黑水浆的沉降现象观察 |
4.3.2 不同比例Si69和AE09预改性白炭黑粉体的接触角 |
4.3.3 不同比例Si69和AE09预改性白炭黑的FTIR分析 |
4.3.4 不同比例Si69和AE09预改性白炭黑粉体的TEM观察 |
4.3.5 不同比例Si69和AE09预改性白炭黑的TGA分析 |
4.4 水相法预改性白炭黑填充SSBR/BR复合材料的性能研究 |
4.4.1 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑填充SSBR/BR复合材料的硫化性能对比 |
4.4.2 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑填充SSBR/BR复合材料的填料网络对比 |
4.4.3 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑填充SSBR/BR复合材料的力学性能对比 |
4.4.4 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑填充SSBR/BR复合材料的动态性能对比 |
4.4.5 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑填充SSBR/BR复合材料的磨耗对比 |
4.5 水相法预改性白炭黑热处理前后填充SSBR/BR复合材料的性能研究 |
4.5.1 不同比例Si69和AE09预改性白炭黑热处理前后的FTIR分析 |
4.5.2 不同比例Si69和AE09预改性白炭黑热处理前后的水接触角对比 |
4.5.3 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑热处理前后填充SSBR/BR复合材料的硫化性能对比 |
4.5.4 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑热处理前后填SSBR/BR复合材料的填料网络对比 |
4.5.5 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑热处理前后填充SSBR/BR复合材料的力学性能对比 |
4.5.6 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑热处理前后填充SSBR/BR复合材料的动态性能对比 |
4.5.7 不同比例Si69与AE09预改性白炭黑热处理前后填充SSBR/BR复合材料的阿克隆磨耗对比 |
4.6 小结 |
4.7 参考文献 |
第五章 结论与展望 |
参考文献 |
研究成果及发表的学术论文目录 |
致谢 |
导师及作者简介 |
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
四、新型白炭黑在橡胶工业中的应用(论文参考文献)
- [1]生物质基硅-碳填料中二氧化硅含量对天然橡胶补强性能的影响[D]. 于丽云. 吉林大学, 2021(01)
- [2]硅纤维填充天然橡胶复合材料的制备与性能研究[D]. 王晓明. 青岛科技大学, 2021(01)
- [3]改性白炭黑填充橡胶复合材料性能及温度相关性本构关系研究[D]. 关新欣. 青岛科技大学, 2021(02)
- [4]异戊橡胶湿法混炼及其在航空轮胎部位胶中的应用研究[D]. 王晓建. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]偶联剂改性补强填充剂及其在橡胶中的应用研究[J]. 李祥婷,宋学超,孙阿超. 轮胎工业, 2020(08)
- [6]隔离型改性剂的设计合成及对二氧化硅在橡胶中分散性的研究[D]. 肖亚轲. 北京化工大学, 2020(02)
- [7]高填充白炭黑/天然橡胶纳米复合材料的制备与应用[D]. 尹田雨. 北京化工大学, 2020(02)
- [8]白炭黑环保改性剂的开发及其在绿色轮胎胎面材料中的应用[D]. 叶能. 北京化工大学, 2020(02)
- [9]高强度、抗疲劳石墨烯/橡胶纳米复合材料的设计与制备[D]. 许宗超. 北京化工大学, 2020
- [10]预改性白炭黑的制备及其在绿胎配方中的应用研究[D]. 刘金亮. 北京化工大学, 2020(02)