论文部分内容阅读
填料网络是影响橡胶复合材料动静态力学性能的非常重要的因素。胎面胶料中使用原位改性白炭黑可在不损害胎面耐磨耗性能的同时，降低轮胎滚动阻力，提高轮胎抗湿滑性能，是新型绿色轮胎胎面胶料的一个发展方向。本文系统研究了Si69原位改性对白炭黑填充SSBR和ESBR体系网络结构的影响，以及玻璃微珠对白炭黑／SSBR胶料性能的影响，发现Si69原位改性可以明显改善白炭黑在丁苯橡胶中的分散，增强白炭黑与橡胶基体的界面结合，改善胶料的动静态力学性能，玻璃微珠可以改善胶料的加工生能。主要工作如下：1、采用结合胶、SEM、GPC、RPA等手段表征了白炭黑填充SSBR和ESBR的网络结构，研究了白炭黑的份数、SBR的种类和Si69原位改性对网络结构的影响，结果表明：填料网络在填料份数大于临界值时才会形成，未经改性的含50和70phr填料混炼胶，其网络结构主要由填料粒子组成，以刚性结点为主，其Payne效应明显，且对混炼胶温度扫描，含70phr填料的胶料会出现较明显的填料聚集导致G’增加的现象。经改性后，填料的分散度提高，网络结构以柔性结点为主，而且原位改性可改善填料网络在高温下的稳定性，混炼胶的Payne效应明显减弱，门尼粘度降低，加工性能改善。与未经改性的体系相比，Si69的原位改性使混炼胶在小应变下有较高的tanδ，而在大应变下具有较低的tanδ，这是由于原位改性改善了填料的分散。结合胶的研究结果表明，分子量较大的SBR分子优先吸附在白炭黑填料表面。原位改性过程中Si69与白炭黑和橡胶发生偶联反应，界面形成了化学键，同时Si69会引起橡胶基体的微交联，极大的增加了结合胶的含量。白炭黑／SSBR体系的结合胶含量比白炭黑／ESBR体系的高，白炭黑与SSBR结合能力较强。拟合了混炼胶的RPA应变扫描G’-Strain曲线方程，估算了方程的参数，γ’_c的结果表明填料网络随填料份数的增加而变得发达，而原位改性可以降低填料网络的发达程度；填料网络结构的分形维结果表明Kraus方程用于描述白炭黑的填料网络有一定局限性。2、研究了Si69原位改性白炭黑对硫化胶结构与性能的影响。结果表明，Si69原位改性提高了白炭黑在硫化胶中的分散，降低了硫化胶的硬度，同时提高了硫化胶的300％定伸，降低了60℃时在多次应变及大应变下宽广频率范围的动态损耗，即降低了材料的动态生热。DMTA结果表明：Si69原位改性白炭黑提高了材料在0℃左右的动态损耗，因此提高了材料的抗湿滑性能。3、研究了玻璃微珠对白炭黑／SSBR胶料加工性能和动静态力学性能的影响，结果表明：玻璃微珠的加入对混炼胶的门尼粘度和动态模量，硫化胶的静态力学性能和耐磨性能影响不大；使硫化胶的动态模量增加，硫化胶动态损耗随频率和应变的增加而增加。