论文摘要
随着橡胶工业的发展及市场需求的增长,特别是浅色橡胶应用领域不断扩大,对无机补强填料的需求呈明显的增长趋势,传统补强填料炭黑与白炭黑成本居高不下,普通无机填料又难于满足高分子强度的需求,加之炭黑与无机填料生产过程粉尘污染大,故而研发新型无机橡胶补强填料成为业界最为关心的重大课题。鉴于此,本论文实验在彭小芹教授研究的水化硅酸钙超细粉体的基础上,通过对该粉体进行表面改性后,将其完全取代炭黑与天然橡胶进行复合,旨待研发具有补强性能的廉价橡胶浅色填料。本文重点研究了以下几个方面:不同改性设备对水化硅酸钙粉体的表面改性的影响;不同类型改性剂及同类型不同系列改性剂对水化硅酸钙粉体改性的影响;研究了改性剂掺量对水化硅酸钙粉体改性的影响;采用测试活化系数及吸油值2种方法,对水化硅酸钙改性效果进行了预评估,并且对其补强橡胶的可能性做了分析;水化硅酸钙与天然橡胶复合的工艺设计及影响水化硅酸钙/NR力学性能的因素;通过微观对比观察实验,研究了水化硅酸钙粉体改性前后在胶体中的分散性及大颗粒分布情况。试验发现,以平板压力为10MPa、160℃、3min为硫化条件,对所得复合橡胶进行性能测试,掺量为40%(胶料为基准)时,其硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度为14.4MPa、22.8MPa,延伸率达700以上,和同配方下的N220炭黑橡胶基本一致,且扯断延伸率明显增大。经过STM和SEM观察,发现改性后水化硅酸钙粉体与胶体相容性较好,大部分粉体能均匀分散在胶体中。得出结论为:在低温低压动态水热合成工艺下制备的白色水化硅酸钙无定型超细粉体,经过铝酸脂501改性剂(掺量1%)改性后与天然橡胶所得复合橡胶强度性能较好,在实验室条件下与中超强N220炭黑补强效果相当。
论文目录
中文摘要英文摘要1 绪论1.1 引言1.2 超细粉体及其表面改性的研究与应用现状1.2.1 超细粉体研究与制备现状1.2.2 超细粉体表面改性技术及其方法1.2.3 水热法制备超细粉体技术1.2.4 表面改性剂的种类与改性设备1.2.5 超细粉体表面改性效果评估的方法及应用1.2.6 表面改性的影响因素1.3 橡胶填料及其橡胶复合材料的发展现状1.3.1 橡胶填料的概况1.3.2 炭黑的发展与应用1.3.3 浅色橡胶填料的应用现状及发展1.3.4 纳米橡胶复合材料1.4 课题的提出及研究内容1.4.1 课题的来源及背景1.4.2 课题的研究目的与研究内容1.4.3 课题的研究意义及价值2 水化硅酸钙超细粉体的制备及表面改性2.1 水化硅酸钙超细粉体的制备2.1.1 原材料及实验设备2.1.2 水热法制备水化硅酸钙超细粉体2.1.3 水化硅酸钙超细粉体微观分析2.2 水化硅酸钙超细粉体的表面改性2.2.1 改性方法的选择及机理分析2.2.2 水化硅酸钙改性剂选择2.2.3 水化硅酸钙改性工艺2.2.4 水化硅酸钙改性评估方法2.2.5 表面改性试验结果及讨论3 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材的制备3.1 橡胶复合材填料补强机理概述3.1.1 橡胶的补强及填充体系3.1.2 橡胶的补强机理分析3.1.3 粉体填料与橡胶的复合机理3.2 水化硅酸钙粉体补强性分析3.3 实验配方及工艺设计3.4 橡胶硫化实验原理3.4.1 硫化化学原理3.4.2 硫化条件的设计3.5 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材制备3.5.1 水化硅酸钙超细粉体掺量选择3.5.2 橡胶复合材料的制备工艺4 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材性能的检测及影响因素4.1 仪器及试样制备4.1.1 测试设备及仪器4.1.2 检测试样的制备4.2 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材性能指标4.2.1 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材的扯断强度及延伸率4.2.2 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材的抗撕裂强度4.2.3 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材30096定伸应力4.2.4 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材的硬度4.3 影响水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材性能因素分析4.3.1 水化硅酸钙超细粉体掺量对复合材性能的影响4.3.2 硫化条件对水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材性能的影响4.3.3 改性剂掺量对水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材性能的影响4.3.4 改性剂类别对水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材性能的影响5 水化硅酸钙超细粉体/NR 复合材微观分析5.1 试验方法与仪器5.2 微观实验分析5.3 微观实验结论6 结论7 展望致谢参考文献附 录
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