原位表面修飾納米SiO-,2-補(bǔ)強(qiáng)乳聚丁苯橡膠(ESBR)性能研究.pdf

1、本文在開(kāi)放式煉膠機(jī)上采用機(jī)械共混法制備出原位表面修飾納米SiO2/ESBR納米復(fù)合材料，探討了不同表面改性劑修飾的SiO2對(duì)ESBR補(bǔ)強(qiáng)性能的差異以及表面修飾劑與基體界面作用的關(guān)系。同時(shí)，制備出原位表面修飾納米SiO2/炭黑并用填料補(bǔ)強(qiáng)的ESBR復(fù)合材料，系統(tǒng)分析了復(fù)合材料中納米SiO2與炭黑的相互作用關(guān)系以及由此引起的炭黑/ESBR橡膠復(fù)合材料機(jī)械性能、硫化加工性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的變化。 1.采用機(jī)械共混法制備了DNS-2型可

2、分散性納米SiO2和RNS-D型可反應(yīng)性納米SiO2與ESBR兩種橡膠納米復(fù)合材料，考察了不同表面修飾劑在兩相界面間的作用情況，并借助TG、FTIR、SEM、溶脹測(cè)試、抽提結(jié)合膠等手段進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米SiO2粉體結(jié)構(gòu)與表面修飾劑的差異決定了納米微粒-有機(jī)基體間的相互作用關(guān)系，制約著SiO2表面的結(jié)合橡膠和硫化體系的交聯(lián)密度，進(jìn)而對(duì)SiO2的補(bǔ)強(qiáng)效果有著重要影響。作為一種在液相中原位表面修飾過(guò)的具有超疏水性的納米SiO2，DN

3、S-2納米微粒與橡膠基體具有良好的相容性，表面修飾劑與橡膠大分子鏈間通過(guò)物理吸附作用形成了結(jié)合橡膠，達(dá)到增強(qiáng)增韌ESBR的目的。RNS-D型可反應(yīng)性納米SiO2表面修飾劑參與了混煉膠的硫化反應(yīng)，無(wú)機(jī)納米微粒表面接枝鍵合了更多的結(jié)合橡膠，有效補(bǔ)強(qiáng)體積增大，有利于提高補(bǔ)強(qiáng)效果。同時(shí)，與DNS-2相比，RNS-D與橡膠分子鏈間形成的牢固共價(jià)鍵合結(jié)構(gòu)，也有利于納米微粒間摩擦生熱的降低。 2.通過(guò)對(duì)SiO2/炭黑N330雙相填料填充補(bǔ)強(qiáng)的

4、ESBR復(fù)合材料機(jī)械、硫化加工性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的測(cè)試分析，探討了納米SiO2的摻雜與復(fù)合體系各相之間的作用關(guān)系，以及由此引起對(duì)橡膠復(fù)合材料靜態(tài)力學(xué)性能、硫化特性和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著可反應(yīng)性納米R(shí)NS-D的加入，ESBR復(fù)合材料的拉伸、撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均有明顯改善，復(fù)合體系的t10和t90縮短，加工性能改善。RNS-D的加入對(duì)硫化體系的儲(chǔ)能模量G’、損耗模量G''增加有減緩作用，玻璃化溫度Tg和損耗因子tan8逐漸向