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返炼对绿色轮胎胎面胶中填料分散及加工流变性的影响

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返炼对绿色轮胎胎面胶中填料分散及加工流变性的影响

作者：高洪娜青岛科技大学

学位级别：硕士

对大多数橡胶制品的生产来讲,混炼胶在经过停放后,通常要经过返炼才能用于后续的压延、挤出等生产工艺。本文通过门尼粘度仪、橡胶加工分析仪、毛细管流变仪、哈普转矩流变仪、透射电子显微镜等手段研究了返炼对白炭黑、石墨烯及白炭黑... 详细信息

对大多数橡胶制品的生产来讲,混炼胶在经过停放后,通常要经过返炼才能用于后续的压延、挤出等生产工艺。本文通过门尼粘度仪、橡胶加工分析仪、毛细管流变仪、哈普转矩流变仪、透射电子显微镜等手段研究了返炼对白炭黑、石墨烯及白炭黑/石墨烯复合填充绿色轮胎胎面胶中填料分散及剪切粘度、入口压力降、挤出稳定等加工流变性的影响。研究结果表明:随返炼薄通次数的增加,三种补强体系的混炼胶的门尼粘度、储能模量G’均逐渐降低,“Payne效应”减弱,填料的分散性变好。这与橡胶的分子量变化及填料聚集体分散导致的“吸留橡胶”和“结合橡胶”的含量变化有关。含白炭黑的胶料在返炼薄通时由于焦烧时间的部分消耗,在温度扫描过程中G’上升的临界转变温度降低,使混炼胶的加工温度窗口变窄。三种补强体系的混炼胶在不同薄通次数下均表现出典型的“剪切变稀”效应。同一剪切速率下,薄通次数越多的混炼胶,其剪切粘度、入口压力降越低。另外,含白炭黑的体系由于较高温度下引起的硅烷化反应会使混炼胶的剪切粘度随温度的上升出现先升高后降低的变化规律。对白炭黑、白炭黑/石墨烯复合填充的混炼胶,随挤出速率的降低、薄通次数的增多,胶料的挤出外观逐渐改善,混炼胶在挤出温度为100℃、螺杆转速为5 r/min时,挤出物的外观最好。但高剪切速率能打破填料网络,改善填料分散,影响结合胶的含量,因此挤出速率为25 r/min的混炼胶填料分散最好。薄通次数为5次的白炭黑、石墨烯填充的硫化胶的综合物理机械性能最好。

关键词：胎面胶白炭黑石墨烯 Payne效应填料分散加工流变性

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反射计——一种新的测量填料分散的方法

橡胶参考资料 1999年第6期29卷 47-52页

作者： M.Gerspacher 王贵一

前言填料分散现象在橡胶配合过程的重要性日益增长。在含有大量配合剂的现代胎面胶胶料中,非常重要的是要保证炭黑和别的组份有好的分散,以便能得到具有所要求的力学性能的产品。

关键词：填料分散测量反射计橡胶配方

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行星螺杆挤出机对填料分散的影响

橡胶参考资料 2021年第1期51卷 37-42页

作者：赵云飞(编译) 不详

传统上,许多压敏粘合剂(PSA)采用多步混合工艺加工生产,要使用密炼机、开炼机等设备.这种不连续的分批加工工艺,在人员、物料处理和存储方面具有很高的运营成本,而且由于批次间差异导致质量问题.对于这些工艺,需要创新技术.一种方法是... 详细信息

传统上,许多压敏粘合剂(PSA)采用多步混合工艺加工生产,要使用密炼机、开炼机等设备.这种不连续的分批加工工艺,在人员、物料处理和存储方面具有很高的运营成本,而且由于批次间差异导致质量问题.对于这些工艺,需要创新技术.一种方法是使用行星螺杆挤出机(PRE).行星螺杆挤出机(如图1)能够对高粘性材料进行塑炼、混合、均化、分散和排气.

关键词：压敏粘合剂行星螺杆挤出机开炼机密炼机塑炼混合工艺填料分散物料处理

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天然橡胶-氢化丁腈橡胶的共硫化及性能研究

材料科学与工艺 2023年

作者：郝振源桑言祥吴友平北京化工大学材料科学与工程学院北京化工大学北京市先进弹性体工程技术研究中心

天然橡胶（NR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）因不饱和度和极性的差异，存在硫化速度不匹配、填料分散等问题，难以实现两胶的并用。本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶，再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料，解决了NR和HNBR... 详细信息

天然橡胶（NR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）因不饱和度和极性的差异，存在硫化速度不匹配、填料分散等问题，难以实现两胶的并用。本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶，再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料，解决了NR和HNBR共硫化的问题。研究了NR/HNBR的相态结构和填料在NR和HNBR两相的分散状态，结合相态结构和填料分散分析了NR/HNBR并用比对复合材料硫化特性、动静态力学性能、耐磨性和压缩温升的影响。结果表明：并用HNBR的复合材料混炼胶的门尼黏度增大，焦烧时间和正硫化时间缩短；随着HNBR含量增加，HNBR相的尺寸增大，硫化胶的硬度和定伸应力增加，拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和拉断永久变形减小，耐磨性和抗湿滑性提高，压缩疲劳温升增大。

关键词：天然橡胶氢化丁腈橡胶共硫化填料分散物理性能动态性能耐磨性

Si-747对炭黑填充天然橡胶结构与性能的影响

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弹性体 2022年第4期32卷 58-63页

作者：王浩翔孟庆喆高雪婷孙学红青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛266042

通过在炭黑N234填充天然橡胶(NR)复合材料中添加不同份数的超级硅烷Si-747,研究了Si-747用量对材料性能的影响。结果表明,随着Si-747用量的增加,胶料的硫化速率明显加快;Si-747能够降低体系中炭黑的聚集,并增强炭黑/NR橡胶之间的相互作... 详细信息

通过在炭黑N234填充天然橡胶(NR)复合材料中添加不同份数的超级硅烷Si-747,研究了Si-747用量对材料性能的影响。结果表明,随着Si-747用量的增加,胶料的硫化速率明显加快;Si-747能够降低体系中炭黑的聚集,并增强炭黑/NR橡胶之间的相互作用,促进结合橡胶的形成;添加Si-747后NR胶料的撕裂强度和耐疲劳性能明显改善,300%定伸应力降低,Si-747的最佳用量在1.5份左右;Si-747的加入有利于提高炭黑填充NR体系胎面胶的抗湿滑性,但对降低滚动阻力不利。

关键词：天然橡胶填料分散微观缺陷力学性能动态性能

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硫化历程对胎面胶微观结构和性能的影响

弹性体 2022年第3期32卷 64-67页

作者：管涛曹京欧赵菲青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室山东青岛266042 杭州中策橡胶股份有限公司浙江杭州310018

将同一胎面混炼胶分别在140℃、145℃、150℃、155℃和160℃硫化了1.5倍和2.0倍的工艺正硫化时间(t_(90)),研究硫化温度和硫化时间对胎面胶交联密度、填料分散及物理机械性能的影响。结果表明,硫化温度不大于150℃时,硫化时间长的硫化... 详细信息

将同一胎面混炼胶分别在140℃、145℃、150℃、155℃和160℃硫化了1.5倍和2.0倍的工艺正硫化时间(t_(90)),研究硫化温度和硫化时间对胎面胶交联密度、填料分散及物理机械性能的影响。结果表明,硫化温度不大于150℃时,硫化时间长的硫化胶交联网络更完善,硫化温度大于150℃时,硫化时间短的交联网络更完善;硫化温度升高,胎面胶的焦烧时间缩短,填料的分散性相对较好;胎面胶的撕裂强度随着硫化温度的升高和硫化时间的延长明显降低。

关键词：硫化温度硫化时间胎面胶交联密度填料分散

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聚丁二烯液体橡胶在橡胶改性中的应用研究

聚丁二烯液体橡胶在橡胶改性中的应用研究

作者：李安北京化工大学

学位级别：硕士

液体橡胶具有低粘度、高活性的特点,将其引入到橡胶复合材料当中可以调节橡胶网络结构并改善填料的分散从而提高橡胶的综合性能。本论文采用硫醇-烯点击化学制备了硅氧烷和羧基化液体聚丁二烯橡胶(LBR),进而采用接枝力化学的方法接枝改... 详细信息

液体橡胶具有低粘度、高活性的特点,将其引入到橡胶复合材料当中可以调节橡胶网络结构并改善填料的分散从而提高橡胶的综合性能。本论文采用硫醇-烯点击化学制备了硅氧烷和羧基化液体聚丁二烯橡胶(LBR),进而采用接枝力化学的方法接枝改性白炭黑/芳纶,研究了改性白炭黑/芳纶浆粕增强溶聚丁苯橡胶(SSBR)和天然橡胶(NR)复合材料与性能。具体研究内容及成果如下:通过在天然橡胶中引入不同含量的LBR,探究其对于阻尼性能的影响。研究发现随着LBR含量的增加,门尼粘度降低、伸长率提高。当LBR加入量为5%时,此时T向低温偏移4℃,阻尼温域向低温区扩宽10℃,阻尼峰增加了9%。研究了羧基和硅氧烷硫醇以不同的比例、时间等条件下点击接枝LBR的规律,通过改变不同的反应条件实现了官能化LBR在接枝率10%以内的调控。采用高速剪切机制备了SiO-g-LBR-g-MPTES/MPA,并用其增强SSBR。结果表明,改性白炭黑在SSBR中的分散效果优于Si-69,并且硫化过程中白炭黑的二次聚集也能被更好阻止。改性白炭黑增强的橡胶硫化速度加快,克服了白炭黑本身延迟硫化的缺点。LBR-g-MPTES改性橡胶的力学性能和抗湿滑性能明显提高。研究了多种LBR改性芳纶的制备方法,发现使用球磨可将LBR-g-MPA接枝到芳纶浆粕上,改性后浆粕主纤胀大断裂。采用三氟甲磺酸催化LBR-g-MPA改性芳纶增强橡胶的拉伸强度提高31%,切割损耗体积降低21%。

关键词：液体聚丁二烯橡胶白炭黑芳纶浆粕填料分散天然橡胶溶聚丁苯橡胶

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硫化历程对轮胎胶料微观结构和性能的影响

硫化历程对轮胎胶料微观结构和性能的影响

作者：管涛青岛科技大学

学位级别：硕士

轮胎是质地较厚并且导热性较差的橡胶制品,致使硫化过程中轮胎不同部位所处的温度场不同,硫化程度不均匀。即便材料达到相同的硫化程度,如果经历的硫化历程不同,也会导致胶料的微观结构如交联密度和填料分散有所不同,从而对橡胶的性能... 详细信息

轮胎是质地较厚并且导热性较差的橡胶制品,致使硫化过程中轮胎不同部位所处的温度场不同,硫化程度不均匀。即便材料达到相同的硫化程度,如果经历的硫化历程不同,也会导致胶料的微观结构如交联密度和填料分散有所不同,从而对橡胶的性能产生一定的影响。探究不同硫化历程下橡胶微观结构和性能的变化,使轮胎的综合性能达到最优,为轮胎公司建立不同硫化历程下对应轮胎性能的分级标准提供指导且具有重要的意义。本文主要将轮胎中的胎面胶、胎肩垫胶和帘布胶三种胶料在140℃、145℃、150℃、155℃和160℃硫化了1.5倍和2.0倍的工艺正硫化时间(t),研究了不同硫化历程对胎面胶、胎肩垫胶和帘布胶的微观结构和性能的影响,研究发现:对于胎面胶,硫化时间为1.5倍t时以及硫化温度低于150℃,硫化时间为2.0倍t时,胎面胶均在正硫化状态,但当硫化温度达到150℃后,长时间硫化的胎面胶处于硫化返原状态;硫化温度≤150℃时,硫化时间长的硫化胶交联网络更完善,硫化温度>150℃时,硫化时间短的交联网络更完善;硫化温度升高,胎面胶的焦烧时间缩短,填料的分散性相对较好;胎面胶的撕裂强度随着硫化温度的升高和硫化时间的增加明显降低,其它物理机械性能变化不明显;耐磨性随着硫化温度的升高而下降,短时间硫化的样品耐磨性要好;硫化历程对抗湿滑与滚动阻力的影响不明显。对于胎肩垫胶,硫化时间为1.5倍t时,在不同硫化温度下胎肩垫胶均在正硫化状态;但是硫化时间为2.0倍t时,胎肩垫胶均处于硫化返原状态;硫化时间为1.5倍t时,硫化胶的交联密度在145℃硫化时达到最高,交联网络更完善;硫化温度升高,填料的分散性相对较好;受交联密度和填料分散的影响,胎肩垫胶的撕裂强度和定伸应力在145℃硫化时较高,而拉伸强度和伸长率则在高温硫化时较高;低温长时间硫化的胎肩垫胶,压缩生热的产热量更小。对于帘布胶,硫化时间为1.5倍t时,在研究温度范围内胶料均处在正硫化状态,但当硫化时间为2.0倍t后,帘布胶胶料开始过硫,硫化温度越高,过硫程度越大;在1.5倍t硫化时间硫化的样品交联密度大于在2.0倍t下硫化的样品,并且随着硫化温度的升高,交联密度有所下降,硫化胶的交联结构网络变差;填料的分散性随硫化温度升高相对变好;帘布胶的拉伸性能和撕裂强度随着硫化温度的升高和硫化时间的增加逐渐降低,长时间硫化样品的定伸应力稍高于短时间硫化的样品;受多种网络结构的影响,不同的硫化历程对帘布胶压缩生热性能影响不明显。

关键词：硫化温度硫化时间轮胎胶料交联密度填料分散

溶聚丁苯橡胶的化学改性及其在胎面胶中的应用

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溶聚丁苯橡胶的化学改性及其在胎面胶中的应用

作者：肖同畅青岛科技大学

学位级别：硕士

随着轮胎标签法的实施,对轮胎的性能要求越来越高。性能优异的溶聚丁苯橡胶（SSBR）被应用于胎面胶配方中,但非极性的SSBR与绿色轮胎中常用的填料白炭黑极性差异大,白炭黑容易团聚,影响复合材料的使用性能,本文以扩展SSBR的应用为目的,... 详细信息

随着轮胎标签法的实施,对轮胎的性能要求越来越高。性能优异的溶聚丁苯橡胶（SSBR）被应用于胎面胶配方中,但非极性的SSBR与绿色轮胎中常用的填料白炭黑极性差异大,白炭黑容易团聚,影响复合材料的使用性能,本文以扩展SSBR的应用为目的,首先探究了两种新牌号SSBR在胎面胶中的应用,为其在高性能轮胎中的应用提供指导。为了增强橡胶基体与白炭黑的相容性,对SSBR进行环氧化改性,制得不同环氧度的环氧化溶聚丁苯橡胶（ESSBR）。对制得的ESSBR进行了结构表征,并探究了ESSBR与白炭黑之间的作用,将其作为白炭黑的增容剂分别与SSBR、NR、NR/SSBR并用,通过白炭黑表面硅羟基和环氧基团的反应增大橡胶-填料相互作用力,改善填料分散,探究了ESSBR对复合材料结合胶含量,填料分散,硫化特性,交联密度,物理机械性能以及动态力学性能的影响。研究表明:在FX 5021混炼胶中白炭黑的分散性更好,且硫化速率较慢。FX5021硫化胶的拉伸强度和定伸应力更高,而FX 3211硫化胶拥有更高的撕裂强度、回弹性和耐磨耗性能。FX 5021硫化胶有更高的抗湿滑性能和滚动阻力,根据玻璃化转变温度FX 3211更适合用来制作四季通用轮胎,FX 5021更适合用来制作高性能轮胎或赛车胎。采用核磁共振氢谱、红外光谱对ESSBR进行结构表征,证明其氧化位置为1,4-双键。ESSBR的环氧度越高,玻璃化转变温度（Tg）越高;通过模型混合物来研究白炭黑与ESSBR的反应,对模型混合物进行了热压处理,通过热压时的转矩变化,热压前后的红外和拉伸性能对比,证明ESSBR与白炭黑反应生成了类似交联的结构。采用不同环氧度、不同用量的ESSBR作为白炭黑的增容剂与SSBR并用,ESSBR能够改善白炭黑的分散,增大结合胶含量和交联密度,使共混硫化胶的硬度上升,压缩生热降低,耐磨性能提升,提升了抗湿滑性能,降低了滚动阻力,但环氧度过高会对拉伸强度和回弹性能有不利影响。不同环氧度ESSBR与NR并用时,同样可以起到改善白炭黑分散,增大结合胶含量,提高交联密度,改善动态力学性能的效果,与SSBR/ESSBR/SiO体系不同的是,环氧度升高对拉伸强度的影响不大。最后将不同环氧度的ESSBR加入NR/SSBR/SiO体系中,并与加入Si69的复合材料进行对比,发现高环氧度的ESSBR在改善白炭黑分散,增强耐磨,改善动态力学性能等方面要优于低环氧度的ESSBR,在ESSBR-30用量达到一定量时,可以超过Si69的效果,但ESSBR-5可以在改善填料分散的同时保留复合材料的回弹性能。

关键词：溶聚丁苯橡胶环氧化溶聚丁苯橡胶白炭黑填料分散绿色轮胎