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轮胎用高性能低生热SSBR橡胶的制备及其性能的研究

作　者: 范丽
导　师: 刘力
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 溶聚丁苯橡胶 低生热 nano-ZnO 导热性能
分类号: TQ330.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本论文的目的是研究出一种轮胎用高性能低生热的橡胶配方体系。研究了不同种类的SSBR,不同种类炭黑,无硫硫化体系与低硫硫化体系,以及不同添加量的nano-ZnO对于橡胶的物理机械性能和低生热性能的影响。研究结果表明:SSBR2305较SSBR312和SSBR302有着更为优异的低生热性能;新炭黑有着比其他类型炭黑都优异的降低材料生热的能力;其他的助剂如A151,古马隆,均匀剂如果能使用适当,也能提高材料的生热性能和物理机械性能。新炭黑的最佳使用量为50phr,超过50phr时,材料的物理机械性能出现下降,生热也开始升高;Al2O3的少量使用可以提高材料的物理机械性能,但是生热会增加,继续增加Al2O3用量时,材料的生热性能开始变好;ZnO方面,用量在10phr时,生热性能较低。无硫硫化体系较硫磺硫化体系,有更为优异的低生热性能和物理机械性能;Mg（OH）2作为导热填料加入无硫硫化体系时,Mg（OH）2的添加量不可过多,过多的Mg（OH）2体系会存在Mg（OH）2分散不均的问题,从而导致材料的生热增加,物理机械性能降低,最为合适的Mg（OH）2的使用量是50phr。Nano-ZnO作为导热填料添加入橡胶时,研究结果表明:nano-ZnO/SSBR复合材料的拉伸和撕裂强度是随着nano-ZnO的份数的增加而增大的;导热系数随着nano-ZnO用量的增加而增加,大致能分为三个阶段:第一阶段是0～120phr,第二阶段是120phr～210phr,第三阶段是210phr～240phr,每个阶段中导热系数的变化随nano-ZnO用量大致是线性的,并用Nielsen模型计算了理论的nano-ZnO/SSBR复合材料的导热系数,发现与实际材料的导热系数相差不大;从材料断面的SEM照片和△G’的变化趋势中,都可以反应出与之前研究的导热系数变化相一致的规律,即我们可以通过SEM照片的直观表现和△G’的变化规律上推测导热性能的变化。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-12
第一章 绪论  12-38
  1.1 轮胎概述  12-15
    1.1.1 轮胎的基本功能及性能要求  12
    1.1.2 轮胎损坏形式及损坏机理  12-13
    1.1.3 滚动轮胎的应力应变关系  13-14
    1.1.4 轮胎的滞后损耗  14-15
  1.2 溶聚丁苯橡胶(SSBR)概述  15-19
    1.2.1 溶聚丁苯橡胶的发展简史  15-16
    1.2.2 溶聚丁苯橡胶的改性技术  16-17
    1.2.3 溶聚丁苯橡胶的研究现状  17-19
  1.3 橡胶材料中各大体系概述  19-25
    1.3.1 填充补强体系在橡胶中的应用  19-21
    1.3.2 硫化体系在橡胶中的应用  21-22
    1.3.3 各体系对轮胎内摩擦滚动阻力的影响  22-25
  1.4 导热材料概述  25-36
    1.4.1 导热的基本概念及机理  26-30
    1.4.2 聚合物基导热复合材料的导热模型  30-36
  1.5 选题的意义和研究内容  36-38
    1.5.1 选题的目的和意义  36-37
    1.5.2 本论文研究主要内容及创新点  37-38
第二章 实验部分  38-42
  2.1 实验原材料  38
  2.2 试验设备和仪器  38-39
  2.3 试样的制备  39
    2.3.1 SSBR配方设计的制备  39
    2.3.2 导热填料添加入橡胶的制备  39
  2.4 性能测试  39-42
    2.4.1 硫化性能测试  39
    2.4.2 物理机械性能测试  39-40
    2.4.3 导热测试  40
    2.4.4 扫面电子显微镜(SEM)  40
    2.4.5 RPA性能测试  40-41
    2.4.6 动态生热性能测试  41
    2.4.7 滚动阻力测试  41-42
第三章 结果与讨论  42-70
  3.1 SSBR橡胶的选择  42-44
    3.1.1 低生热高强度橡胶的基本要求  42
    3.1.2 SSBR的分子设计  42-44
  3.2 SSBR基体胶种对共混胶性能的影响  44-51
    3.2.1 试验配方  44-45
    3.2.2 试验胶性能  45-51
  3.3 填充体系对共混胶性能的影响  51-56
    3.3.1 填料对共混体系影响的试验配方  52
    3.3.2 填料对性能的影响  52-56
  3.4 硫化体系对共混胶性能的影响  56-60
    3.4.1 试验配方  56-57
    3.4.2 硫化体系对性能的影响  57-60
  3.5 纳米ZNO的加入对导热性能的影响  60-66
    3.5.1 纳米ZnO/SSBR物理机械性能研究  60-61
    3.5.2 纳米ZnO/SSBR导热性能研究  61-66
  3.6 滚动阻力实验  66-70
第四章 结论  70-71
参考文献  71-76
致谢  76-77
研究成果及发表的论文  77-78
作者简介  78

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 一般性问题 > 制品成型工艺
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