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溶聚丁苯橡胶与白炭黑的相互作用研究

作　者: 王晓营
导　师: 赵树高
学　校: 青岛科技大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 溶聚丁苯橡胶结构参数填料网络相互作用基本性能
分类号: TQ330.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文以充油溶聚丁苯橡胶(SSBR)5025-2、新型环保充油SSBR72612S]SSBR2564S以及白炭黑175GR/1165MP为主要研究对象,首先分析了上述三种SSBR的分子微观结构及其与白炭黑填充胶料的常规物理机械性能和动态力学性能等宏观性能的相关性,然后探讨了白炭黑175GR/1165MP与SSBR的相互作用,并且分析了白炭黑1165MP粒子网络结构对胶料宏观性能的影响,最后围绕胶料的混炼工艺例如密炼机转子转速、初始温度、分段混炼以及加料顺序等参数分别对白炭黑1165MP与SSBR5025-2、SSBR72612S、SSBR2564S相互作用和补强效果的影响进行了较为系统的实验研究。SSBR微观结构与宏观性能的相关性的实验结果表明SSBR72612S分子量大且分布窄以及分子链末端硅偶联的结构降低了白炭黑的网络化程度,增强了与白炭黑的相互作用,从而提高了物理机械性能和动态力学性能。实验结果还显示,白炭黑175GR/1165MP补强SSBR72612S勺抗湿滑性、滚动阻力和耐磨性三者的综合平衡性最好,而SSBR5025-2勺最差。白炭黑与SSBR相互作用的实验结果表明：RPA应变扫描结果显示,在本研究条件下白炭黑175GR补强SSBR的△G’比白炭黑1165MP的小,这说明了白炭黑175GR与SSBR的结合作用较强,Payne效应较弱。SSBR72612S体系中橡胶与白炭黑175GR/1165MP的相互作用最强,SSBR5025-2体系中填料网络化最强、填料-橡胶相互作用最差。1H-NMR弛豫时间t21进一步说明了SSBR72612S与白炭黑175GR的界面结合作用最强。白炭黑用量与性能的相关性的实验结果表明：随着白炭黑1165MP填充份数的增加,各硫化胶的基本力学性能增强,但耐磨性存在最佳值,动态热机械分析(DMTS)(?)果显示抗湿滑性能下降,滚动阻力升高。RPA应变扫描结果显示,当白炭黑1165MP用量低于40份时胶料的Payne效应相差不大,当其用量超过40份后随着用量的继续增加胶料的Payne效应增加。混炼工艺与性能的相关性的实验结果表明：随着密炼机转子转速的提高,RPA应变扫描结果显示胶料的G’值和(G’0-G’100%)下降；当混炼温度由50℃升高到80℃时,胶料的物理机械性能和动态力学性能均变好,RPA应变扫描结果显示胶料的G’值和(G’0-G’100%)减小,其中SSBR72612S下降最为明显；密炼机内分两段混炼后,胶料的拉伸强度增大,300%与100%定伸应力比值变大,抗湿滑性变好而滚动阻力基本不变,RPA应变扫描结果显示硫化胶的G’值减小,(G’0-G’100%)呈下降趋势；若促进剂DPG在密炼机混炼阶段加入,RPA应变扫描结果显示SSBR5025-2和SSBR2564S混炼胶的G’值和(G’0-G’1)降低,然而SSBR72612S混炼胶的则反之,硫化胶的G’值和(G’0-G’100%)增大,其中SSBR72612S化胶的(G’0-G’100%)最小。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
符号说明  10-11
第一章绪论  11-26
  1.1 前言  11
  1.2 耐磨性、滚动阻力、抗湿滑性  11-13
    1.2.1 耐磨性  11-12
    1.2.2 滚动阻力  12-13
    1.2.3 抗湿滑性  13
  1.3 胎面胶配方设计  13-19
    1.3.1 胶种的影响  13-17
    1.3.2 硫化体系的影响  17-18
    1.3.3 补强填料的影响  18-19
  1.4 加工工艺对填料分散性的影响  19-20
    1.4.1 混炼时间的影响  19
    1.4.2 混炼温度的影响  19-20
    1.4.3 转速的影响  20
    1.4.4 配合剂添加顺序的影响  20
  1.5 结构设计  20-21
  1.6 表征方式  21-24
    1.6.1 填料网络化表征  21-23
    1.6.2 界面相互作用表征  23-24
    1.6.3 动态性能表征  24
  1.7 本论文的研究意义和内容  24-26
    1.7.1 本论文的研究目的意义  24-25
    1.7.2 本论文的研究内容  25-26
第二章溶聚丁苯橡胶(SSBR)的结构表征  26-31
  2.1 引言  26
  2.2 实验部分  26-27
    2.2.1 原材料  26
    2.2.2 主要仪器设备  26
    2.2.3 测试方法  26-27
  2.3 结果与讨论  27-30
    2.3.1 生胶的微观结构  27
    2.3.2 生胶的门尼粘度及分子量相关参数  27-28
    2.3.3 热失重分析  28-29
    2.3.4 玻璃化转变温度  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章溶聚丁苯橡胶与白炭黑的相互作用研究  31-48
  3.1 引言  31
  3.2 实验部分  31-32
    3.2.1 原材料  31
    3.2.2 配方及工艺  31
    3.2.3 主要仪器设备  31-32
    3.2.4 测试方法  32
  3.3 结果与讨论  32-46
    3.3.1 白炭黑175GR补强溶聚丁苯橡胶的性能  32-36
    3.3.2 高分散性白炭黑1165MP补强溶聚丁苯橡胶的性能  36-39
    3.3.3 溶聚丁苯橡胶与白炭黑的相互作用分析  39-44
    3.3.4 白炭黑种类对其与SSBR相互作用的影响  44-46
  3.4 本章小结  46-48
第四章白炭黑用量对其与SSBR相互作用的影响  48-59
  4.1 引言  48
  4.2 实验部分  48-49
    4.2.1 原材料  48
    4.2.2 配方及工艺  48
    4.2.3 主要仪器设备  48
    4.2.4 测试方法  48-49
  4.3 结果与讨论  49-58
    4.3.1 白炭黑用最对门尼粘度及硫化特性的影响  49
    4.3.2 白炭黑用量对基本物理性能的影响  49-52
    4.3.3 白炭黑用量对冲击弹性和压缩温升性能的影响  52
    4.3.4 白炭黑用量对动态粘弹性能的影响  52-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章混炼工艺对其SSBR与白炭黑相互作用的影响  59-81
  5.1 引言  59
  5.2 实验部分  59-61
    5.2.1 原材料  59
    5.2.2 配方及工艺  59-60
    5.2.3 主要仪器设备  60
    5.2.4 测试方法  60-61
  5.3 结果与讨论  61-79
    5.3.1 转子转速对白炭黑补强溶聚丁苯橡胶性能的影响  61-67
    5.3.2 温度对白炭黑补强溶聚丁苯橡胶性能的影响  67-71
    5.3.3 分段混炼对白炭黑补强溶聚丁苯橡胶性能的影响  71-75
    5.3.4 促进剂DPG加入顺序对白炭黑补强溶聚丁苯橡胶性能的影响  75-79
  5.4 本章小结  79-81
结论  81-83
参考文献  83-86
致谢  86-87
攻读硕士研究生期间发表的相关研究论文  87-88

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