高嶺土補強天然橡膠-丁苯橡膠的試驗研究.pdf

1、為了降低輪胎的生產成本，減少填料炭黑的用量，采用改性后的高嶺土(煅燒改性)部分代替炭黑或者白炭黑填充各種橡膠，國內外已有學者進行了部分的工作。采用砂質高嶺土(改性高嶺土)填充天然橡膠/丁苯橡膠，制備的復合材料應用于輪胎行業，研究的文獻較少。論文的目的是采用一種新的改性配方和工藝，以及相適應的硫化配方和工藝，制備出砂質高嶺土(改性高嶺土)填充天然橡膠/丁苯橡膠，其硫化膠的性能達到工業輪胎國家標準。
　　 論文系統研究了高嶺土的改性

2、條件和藥劑制度，確定了與之相適應的硫化配方和工藝，通過活化指數和填充橡膠的力學性能對高嶺土的改性和填充效果進行評價；采用納米/亞微米粒度分析及電位研究高嶺土和白炭黑的pH和Zeta電位；采用傅里葉變換紅外光譜儀研究改性高嶺土以及復合材料官能團的振動特征；采用掃描電鏡研究了高嶺土在橡膠的分散和界面特征；采用熱分析研究復合材料的熱穩定性。具體結論如下：
　　 1.通過四種A1～A4主改性劑、B1～B3三種活化劑和E1～E2兩種副改性

3、條件試驗，確定了高嶺土改性的適宜條件：主改性劑A11.5％，活化劑B22％和副改性劑E12％，改性溫度90℃，改性時間30 min。
　　 2.通過對硫化配方正交試驗、優化試驗以及用量試驗，確定最終硫化配方：硬脂酸1.0 phr、氧化鋅5.0 phr、A1.8 phr、B2.0 phr、軟化劑6.0 phr、防老劑1.0 phr。
　　 3.通過硫化工藝的單因素試驗，確定硫化溫度150℃、硫化時間8 min、改性高嶺土填

4、充量60 phr，NR/SBR的配比40:60。
　　 4.兩種茂名改性高嶺土填充天然橡膠/丁苯橡膠，制備的復合材料滿足工業輪胎、農業輪胎、實心輪胎和汽車輪胎國標。北海改性高嶺土填充天然橡膠/丁苯橡膠，制備的復合材料的抗拉強度滿足工業、農業和汽車等輪胎內胎國標；其斷裂伸長率滿足工業輪胎、農業輪胎、實心輪胎和汽車輪胎內胎等國標；其硬度滿足工業輪胎、農業輪胎和汽車內胎國標，其磨耗兩不滿足工業輪胎、農業輪胎、實心輪胎和汽車輪胎內胎等國

5、標。
　　 5.通過對高嶺土和白炭黑的礦漿pH和Zeta測試分析得出：未改性與改性高嶺土礦漿pH都小于5.20，而且其Zeta絕對值基本小于42.00 mv；未改性白炭黑礦漿pH為6.55，而改性后的白炭黑礦漿pH下降，為5.90；未改性白炭黑礦漿Zeta絕對值為45.50 mv，而改性后的白炭黑礦漿Zeta絕對值上升，為63.25mv，。
　　 6、高嶺土改性之后的紅外光譜具有C-H健的吸收峰，說明偶聯劑與高嶺土可能發

6、生物理吸附或者化學鍵合；無填料的復合材料紅外光譜中在872 cm-1處吸收峰與促進劑紅外光譜中此處吸收峰相似，說明橡膠可能和促進劑發生物理吸附或化學鍵合；改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復合材料紅外光譜與未改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復合材料紅外光譜相比，1538 cm-1和1450 cm-1處吸收峰增強，1028 cm-1、1005 cm-1和910 cm-1處吸收峰減弱，而且發生移動，可能是由于新的官能團特征峰引起的變化。
　

7、　 7、無填料的復合材料拉伸斷面SEM得知：高嶺土顆粒較粗；未改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復合材料拉伸斷面SEM得知：未改性高嶺石在復合材料中分散不理想，而且與橡膠結合不理想；改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠復合材料拉伸斷面SEM得知：改性高嶺石大部分均勻分布在橡膠中。
　　 8、無填料復合材料、未改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠和改性高嶺土/天然橡膠/丁苯橡膠的熱分析可知：填加高嶺土的復合材料其起始失重溫度比未填加高嶺土的復合