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聚苯乙烯填充丁苯橡胶复合材料的制备与性能表征

姜博文 , 赵传壮 , 朱利强 , 陈忠仁

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.04.017

利用乳液聚合制备纳米、亚微米聚苯乙烯填料粒子.扫描电镜(SEM)和激光粒度(DLS)测试表明填料粒子为规则球型,粒径分别为30 nm和200 nm.SEM测试表明纳米PS粒子在SBR中有良好的分散性,亚微米PS粒子在SBR中呈现单分散状态.静态力学拉伸(MTS)测试表明纳米复合材料断裂应力为13.2 MPa、断裂伸长率为580%,相比填充同分数的亚微米复合材料提高了7 MPa和300%.复合材料动态力学(DMA)测试表明,纳米复合材料的模量在5~90℃范围内是亚微米复合材料的4倍.Payne效应测试表明,纳米复合材料具有较高初始模量和Payne效应.研究表明,填充30份纳米PS粒子的SBR具有最佳静态和动态力学性能.

关键词: 乳液聚合 , 复合材料 , 力学性能 , Payne效应

机械共混法制备改性氧化石墨烯/天然橡胶复合材料及性能表征

汤银银 , 王娜 , 杨凤 , 戴采云 , 方庆红

高分子材料科学与工程

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用硅烷偶联剂γ氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对氧化石墨烯进行改性,得到改性氧化石墨烯(MGO),并用红外光谱、X射线衍射仪和扫描电镜对其进行表征分析.用机械共混的方法制备MGO/天然橡胶(NR)复合材料,研究了MGO/NR复合橡胶的力学性能、动态性能以及动态生热性能,并与GO/NR复合材料性能对比.结果表明,经KH-550改性后的氧化石墨烯能有效地去除部分亲水基团,改善其在天然橡胶中的分散性.随着MGO用量的增加,复合材料的力学性能有所提高,损耗因子和动态温升均有所提高,Payne效应增大.

关键词: 复合材料 , 氧化石墨烯 , 硅烷偶联剂 , Payne效应 , 动态生热

纳米石墨/天然橡胶复合材料的应力软化与动态性能

方庆红 , 宋博 , 高雨 , 王娜 , 马驰 , 戴采云

复合材料学报

以不同尺寸的纳米石墨为原料,制备了纳米石墨/天然橡胶(NR)复合材料.研究不同尺寸(30、80、150 nm)的纳米石墨对复合材料的应力软化效应(Mullins效应)、Payne效应、动态生热和损耗因子的影响.结果表明:随着纳米石墨尺寸的增大,纳米填料对纳米石墨/NR复合材料体系的补强作用明显,应力软化效应增大、动态损耗因子增加,但Payne效应降低;纳米石墨/NR复合材料动态损耗因子越大,其动态生热越高;动态生热还与填料粒子网络形成紧密相关.SEM观察及Payne效应分析结果表明:采用不同尺寸的纳米石墨材料填充天然橡胶,大尺寸石墨在橡胶基体中易于分散均匀,片层的聚集程度小,而小尺寸纳米片层表现出较明显的团聚.

关键词: 纳米石墨 , 天然橡胶 , Mullins效应 , Payne效应 , 动态生热

白炭黑的功能化改性及其改性橡胶基复合材料的制备与表征

穆晓东 , 崔雨果 , 方庆红 , 王娜

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160401.002

利用沉淀法白炭黑生产工艺,在相同的条件下,选用不同质量分数的羟基羧酸酯作为改性剂进行湿法改性,研究了白炭黑/天然橡胶(NR)复合橡胶的力学性能、动态性能以及动态生热性能。结果表明:制备的白炭黑均为非晶态白炭黑,采用质量分数为6%的羟基羧酸酯改性的白炭黑,其分散性好,颗粒分布均匀,呈近球状,经羟基羧酸酯改性后的白炭黑有效的去除了部分亲水基团,改善了其在 NR中的分散性。随着白炭黑用量的增加,分散性变差,损耗因子和动态温升均有所提高,Payne效应增大。当白炭黑用量达到临界值(白炭黑与NR质量比为40∶100)时,白炭黑/NR复合材料表现出较好的性能,改性白炭黑/NR复合材料比未改性白炭黑/NR复合材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率有所提高,而磨耗体积和动态生热则有所下降。动态力学性能测试结果表明,改性白炭黑与天然橡胶的质量比为40∶100时,改性白炭黑/NR复合材料的60℃滚动阻力损耗因子由0.123降到0.104。SEM结果表明,改性白炭黑在橡胶基体中的分散性优于未改性白炭黑,与NR基体界面结合的更加紧密。

关键词: 白炭黑 , 天然橡胶 , 复合材料 , 动态生热 , Payne效应

不同维数填料对橡胶Payne效应的影响

战艳虎 , 孟艳艳 , 夏和生

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.01.017

在变外力作用下,填充橡胶的动态模量会随着应变的增加而急剧下降的现象称为Payne效应.研究填充橡胶的Payne效应可以保证橡胶制品在使用过程中的安全性和可靠性,同时获得具有良好力学性能的橡胶制品.文中通过胶乳-双辊连用法制备了炭黑/天然橡胶复合材料(RCB)、碳纳米管/天然橡胶复合材料(RCNT)和石墨烯/天然橡胶复合材料(RGE).扫描电镜和透射电镜图像显示,该方法可以将填料均匀分散在橡胶基体中.Mooney-Rivlin曲线和动态力学性能测试显示RGE复合材料的Payne效应最强,RCB复合材料的Payne效应最弱.

关键词: 橡胶 , Payne效应 , 石墨烯 , 碳纳米管

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