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均匀增粘剂在BIIR和CIIR/NR中的应用研究

作　者: 刘桂龙
导　师: 陈朝晖
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 均匀增粘剂卤化丁基橡胶自粘性相容性炭黑分散性透气性
分类号: TQ330.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

子午线轮胎气密层对于轮胎保持充气压力,提高轮胎耐久性和行驶安全性具有重要的作用。本文研究了均匀增粘剂对全钢子午线轮胎气密层BIIR(溴化丁基橡胶)胶料和半钢子午线轮胎气密层CIIR/NR(氯化丁基橡胶/天然橡胶)胶料各项性能的影响。主要研究内容如下:FT-IR测试表明均匀增粘剂RH100和40MS含芳香烃、脂肪烃和酯基等官能团。研究了RH100用量对BIIR性能的影响。结果表明,随着RH100用量由0份增至10份,BIIR胶料的门尼粘度减小,自粘性提高。RH100与橡胶和炭黑都具有较强的相互作用,RPA测试显示胶料的Payne效应减小,填料网络结构降低,SEM测试显示炭黑在硫化胶中的粒径减小,炭黑分散仪测试表明填料分散性明显提高。RH100使胶料的焦烧时间和正硫化时间有所延迟,改善了加工安全性,硫化胶的拉伸强度、定伸应力、邵尔A硬度有所降低,而扯断伸长率、撕裂强度、溶胀指数则呈上升趋势。对比了RH100、40MS与增粘剂203树脂和C5树脂对BIIR性能的影响。胶料的门尼粘度和自粘性由高至低的顺序为:203树脂>40MS>RH100>C5树脂。炭黑分散性由高至低的顺序为:40MS>RH100>203树脂>C5树脂。研究了RH100对CIIR/NR并用胶各项性能的影响。结果表明,RH100能有效降低NR的门尼粘度,使CIIR和NR的门尼粘度接近,提高共混工艺相容性。HAAKE流变仪测试表明RH100降低了并用胶混炼功耗,达到平衡转矩时间缩短。毛细管流变测试表明,RH100使胶料的表观粘度降低,改善加工流动性。含不同极性官能团的RH100与CIIR和NR都具有良好的相容性,接触角测试表明RH100降低胶料的表面张力,减小并用胶的表面能差值。TEM测试显示RH100使并用胶中NR分散相尺寸明显减小,提高了CIIR与NR相界面的结合程度。SEM和炭黑分散仪测试表明RH100提高了炭黑分散性,使起阻隔效应的填料粒子数目增多,延长了气体小分子在橡胶中的扩散路径,透气性测试表明,随着RH100用量增大,硫化胶的透气系数降低,阻气性能提高。DMA测试表明均匀增粘剂提高并用胶的阻尼值,0℃至70℃范围内硫化胶的tanδ值由低至高的顺序为:环烷油<空白胶<40MS<RH100,与硫化胶透气性测试结果相一致。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-28
  1.1 前言  12-13
    1.1.1 新型加工助剂的时代背景  12-13
    1.1.2 新型加工助剂的特点  13
  1.2 均匀增粘剂概述  13-20
    1.2.1 均匀增粘剂的发展背景  13-14
    1.2.2 均匀增粘剂的组成  14-15
    1.2.3 均匀增粘剂的作用机理  15-17
    1.2.4 均匀增粘剂的研究现状  17-20
  1.3 气密层胶料的发展  20-26
    1.3.1 气密层材料  20-22
    1.3.2 几种常见胶料的气密性比较  22
    1.3.3 气密层的发展趋势  22-24
    1.3.4 气密层材料阻气机理  24-25
    1.3.5 气体扩散理论基础  25
    1.3.6 影响聚合物透气的主要因素  25-26
  1.4 本课题的目的意义、主要内容、特色及创新之处  26-28
    1.4.1 本课题的目的意义  26
    1.4.2 本课题的主要内容  26
    1.4.3 本课题的特色及主要创新之处  26-28
第二章均匀增粘剂在BIIR 中的应用研究  28-51
  2.1 引言  28
  2.2 实验部分  28-31
    2.2.1 主要原材料  28
    2.2.2 仪器与设备  28-29
    2.2.3 实验方法  29
    2.2.4 性能测试  29-31
  2.3 结果与讨论  31-49
    2.3.1 FT-IR 测试  31
    2.3.2 树脂对溴化丁基橡胶门尼粘度的影响  31-33
    2.3.3 树脂对溴化丁基橡胶自粘性的影响  33-35
    2.3.4 树脂对溴化丁基橡胶硫化特性的影响  35-36
    2.3.5 溴化丁基橡胶动态粘弹性（RPA）  36-43
    2.3.6 树脂对溴化丁基橡胶溶胀指数的影响  43-44
    2.3.7 树脂对溴化丁基橡胶力学性能的影响  44-46
    2.3.8 SEM 测试  46-48
    2.3.9 炭黑分散性表征  48-49
  2.4 本章小结  49-51
第三章均匀增粘剂在CIIR/NR 中的应用研究  51-72
  3.1 前言  51
  3.2 实验部分  51-54
    3.2.1 主要原材料  51-52
    3.2.2 实验设备与仪器  52
    3.2.3 混炼胶和硫化胶的制备  52-53
    3.2.4 测试与表征  53-54
  3.3 结果与讨论  54-70
    3.3.1 均匀增粘剂对纯胶门尼粘度的影响  54-56
    3.3.2 对纯胶并用混炼功耗的影响  56-57
    3.3.3 对纯胶门尼粘度的影响  57
    3.3.4 对纯胶流变性能的影响  57-58
    3.3.5 对纯胶表面能的影响  58-59
    3.3.6 对CIIR/NR 硫化胶动态性能的影响  59-60
    3.3.7 对并用胶微观结构的影响  60-61
    3.3.8 对 CIIR/NR/炭黑体系门尼粘度的影响  61-62
    3.3.9 对 CIIR/NR/炭黑体系硫化特性的影响  62-64
    3.3.10 对 CIIR/NR/炭黑体系力学特性的影响  64-65
    3.3.11 对CIIR/NR/炭黑体系动态粘弹性的影响  65-66
    3.3.12 SEM 测试  66-67
    3.3.13 炭黑分散性表征  67-68
    3.3.14 透气性测试  68-70
    3.3.15 DMA 测试  70
  3.4 本章小结  70-72
附录  72-74
结论  74-75
参考文献  75-81
攻读硕士学位期间取得的研究成果  81-82
致谢  82

均匀增粘剂在BIIR和CIIR/NR中的应用研究

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