新型轮胎胶--NR/ENR/SiO2复合材料的性能研究
A New Tyre Stock-Performance Study of NR/ENR/SiO2
随着现代汽车工业的发展,轮胎胶的研究已经成为了一种比较热门的研究领域,胎面胶在汽车,飞机等领域有着广泛的应用前景,考虑到成本等方面的原因,胎面胶的研究一般采用物理共混的方法进行,其改性剂的加入一般也是在物理共混的过程中加入,其改性剂加入与否、填料的种类、胶料的共混比等对胎面胶的最终性能有着影响.本实验通过原位生产反应,在ENR胶乳及NR/ENR复合胶乳中生成了二氧化硅粒子,对不同共混比、改性剂的添加与否、不同的改性方法等对物理性能的影响进行了分析.通过对原位反应生成ENR/SiO2、NR/ENR/SiO2复合胶膜的性能分析,得出制备最佳工艺条件为不进行除氨、第一步反应结束后停放12h、低二氧化硅添加量(SiO2%<5%), NR:ENR=70:30,添加硅烷偶联剂KH-550;在最佳工艺条件下,二氧化硅添加量为2.5%时,ENR/SiO2胶膜的拉伸强度为16.180 MPa,扯断伸长率达到1316%;二氧化硅添加量为1.0%时,NR/ENR/SiO2胶膜的拉伸强度达到19.044 MPa.通过过对二氧化硅溶液、ENR/SiO2复合乳液、NR/ENR/SiO2复合乳液的粒度及电位分析,可知其粒度的峰值分别为712.4nm、91.28nm、43.82nm, zate电位分别为-19.4mV、-31.2mV、-34.7mV,随着粒度峰值的减少,分子量分布范围变窄,二氧化硅在三种溶液中的稳定性逐渐提高.分别通过物理共混和原位反应生成ENR、SiO2共混物及ENR/SiO2复合材料,ENR/SiO2复合材料的拉伸强度较ENR、SiO2共混物平均高出2Mpa;在体系中原位反应得到二氧化硅和在共混中加入二氧化硅其热氧老化性能相差不大;在添加量为5.0%时,相对于ENR, ENR/SiO2复合材料和ENR、SiO2共混物在0℃tanδ值分别提高了10.9%、9.4%,65℃下tanδ值分别减少了11.6%、23.3%;通过对比NR、ENR、SiO2共混物和原位反应生成的NR/ENR/SiO2复合材料的性能,在NR、ENR、SiO2共混物中添加二氧化硅对力学性能贡献不大,NR/ENR/SiO2复合材料的性能的力学性能较优,在二氧化硅添加量为1.0%时NR/ENR/SiO2复合材料综合性能较优,其拉伸强度为30.934 MPa,撕裂强度为32.773 MPa,扯断伸长率为562%;添加二氧化硅对体系的热氧老化性能影响不大;相对于NR,在NR/ENR/SiO2复合材料中添加二氧化硅,可以提供体系的抗湿滑性能和降低滚动阻力,二氧化硅添加量为0%、0.5%、1.0%时,NR/ENR/SiO2复合材料0℃的tanδ值分别提高了60.4%、82.9%、93.3%;65℃的tanδ值分别降低了13.9%、22.1%、34.2%;通过对NR、ENR、SiO2共混物及NR/ENR/SiO2复合材料乙醇溶液的红外谱图分析表明,原位反应生成的SiO2接枝在橡胶基质中,而通过共混方法形成的NR、ENR、SiO2共混物,SiO2与橡胶基质的作用较弱,可以被乙醇抽提出.本实验研究了复合材料的炭黑硫化胶的性能,分析结果可知,、复合材料中添加二氧化硅可以明显提高其抗撕裂性能,在添加量为0.5%时,其撕裂强度提高了18.3%;复合材料中添加二氧化硅可以在不提高其滚动阻力的情况下提高胶料的抗湿滑性能;复合材料中二氧化硅还可降低胶料的压缩生热.
- 作者：
- 杨增杰
- 学位授予单位：
- 海南大学
- 专业名称：
- 材料学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 黄茂芳；廖建和
- 中图分类号：
- TB33
- 关键词：
- 原位生成；共混；复合材料；抗湿滑性能；滚动阻力
- situ；composite materials；wet resistance；rolling resistance