橡膠理想填料的設計與制備.pdf

1、本教研室在多年研究橡膠增強技術與理論的基礎上，提出了橡膠用理想填料(IdealFiller，IF)的結構模型及基本設計思路。 在本課題中，首先探討了乳化劑和引發(fā)劑復配關系、反應溫度、攪拌速度及交聯(lián)劑用量等對于交聯(lián)聚苯乙烯(PS)乳液體系穩(wěn)定性的影響；并且，研究了乳化劑用量、反應溫度、反應時間等影響PS乳膠粒子粒徑、單分散性的因素，從而得到納米級單分散交聯(lián)PS膠乳顆粒，將其填充入丁苯橡膠(SBR)中，分析其對于橡膠性能的影響。結果

2、表明，相對于純SBR，所有填充橡膠在性能上都表現(xiàn)出相應的提高，其中填充30份填料的SBR綜合性能最佳；并且，研究了單分散PS膠乳顆粒交聯(lián)密度對SBR性能的影響，其中SBR/PS中交聯(lián)劑DVB用量為20％時的性能達到最佳。 此后，本文為適應橡膠硫化加工工藝的要求，采用α-甲基苯乙烯(α-MS)和丙稀腈(AN)乳液共聚。通過調(diào)整引發(fā)劑、兩性乳化劑用量，單體加料方式，原料配比，確定了聚合的最佳配方和工藝條件，從而得到粒徑均一的納米級乳

3、膠粒子，并且分別采用乳液共混共沉法和機械熔融共混法等加工工藝及熱處理方法研究其對于SBR性能的影響，通過分析其綜合性能，發(fā)現(xiàn)采用乳液共沉法更適宜，且用140℃在熱輥上處理10min效果更佳；然后探討了顆粒尺寸對橡膠性能的影響，結果表明，填充較小粒徑填料的SBR性能優(yōu)異。 本文最后合成了聚苯乙烯/低分子量聚丁二烯(PS/PBD)和α-甲基苯乙烯和丙稀腈/異戊二烯(α-MS-AN/IP)核殼結構乳膠粒子，通過選擇適宜的乳化劑、引發(fā)劑

4、及殼層單體加料加料方式等，得到乳液體系穩(wěn)定、單體轉化率較高、粒徑均一的核殼乳膠粒子。并且，通過ESEM、DSC及IR等方法對乳膠粒子進行了表征，證明其核殼結構。然后將聚合物填料填充入SBR中，發(fā)現(xiàn)具有核殼結構的納米級填料效果最佳，提高了橡膠制品的加工流變性能、硫化性能、動態(tài)粘彈性能、力學性能等。 從高分子設計與合成角度出發(fā)制得的核殼結構納米微球作為增強填料加入到橡膠中，提高了橡膠各項性能，這種設計思路、實施方法在國內(nèi)外具有創(chuàng)新性