白炭黑/炭黑混合填料補(bǔ)強(qiáng)仿生橡膠的性能

編號(hào)：XJHY00483

篇名：白炭黑/炭黑混合填料補(bǔ)強(qiáng)仿生橡膠的性能

作者：王珂 王玉閣 賀天成 馮雪陽(yáng) 潘立佳 陳思源 尹園 孫洪國(guó) 鄭雅芳 衛(wèi)來(lái) 孫昭艷

關(guān)鍵詞： 仿生橡膠 白炭黑 炭黑 動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能

機(jī)構(gòu)： 伊犁師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 白炭黑/炭黑混合填料是近年來(lái)發(fā)展最快的一種新型橡膠材料補(bǔ)強(qiáng)劑,主要用來(lái)改善橡膠材料的動(dòng)態(tài)性能.為了探究混合填料比例和密煉工藝對(duì)仿生橡膠動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能的影響機(jī)制,設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn):(1)固定密煉時(shí)間為6 min,采用不同混合比例的白炭黑/炭黑填料填充仿生橡膠,并對(duì)其分散、拉伸、疲勞及滾動(dòng)阻力等性能進(jìn)行系統(tǒng)研究.結(jié)果表明,當(dāng)白炭黑在填料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<50%時(shí),隨著白炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,硫化膠拉伸強(qiáng)度顯著下降,這是由于混合填料引起的分子鏈最大交聯(lián)程度下降所致.進(jìn)一步增加白炭黑含量,硫化膠的拉伸性能變化不明顯,但分散等級(jí)由約1級(jí)提升至約9級(jí),填料團(tuán)聚體尺寸的減小使硫化膠的斷裂伸長(zhǎng)率和伸張疲勞壽命顯著提高.(2)在固定混合比(填料中白炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%)條件下,研究了密煉時(shí)間對(duì)硫化膠動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明,在2~10 min密煉時(shí)間范圍內(nèi), 4 min密煉即顯著提升拉伸強(qiáng)度、 300%定伸應(yīng)力以及斷裂伸長(zhǎng)率,同時(shí)降低滾動(dòng)阻力.主要原因是此時(shí)分子鏈的最大交聯(lián)程度較大,分散等級(jí)和分散度較高.進(jìn)一步延長(zhǎng)密煉時(shí)間(6~10 min),填料在橡膠中易發(fā)生重新聚集,聚集體平均粒徑增大且分散度下降,對(duì)橡膠的動(dòng)靜態(tài)性能會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。