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1、基于植物多酚的表面多羥基、與無(wú)機(jī)金屬的絡(luò)合作用等特性,通過(guò)簡(jiǎn)單共混的方法將植物多酚應(yīng)用于橡膠/填料復(fù)合材料。通過(guò)設(shè)計(jì)和構(gòu)筑橡膠基體與填料的界面,研究原料、工藝條件等對(duì)界面形成和界面結(jié)構(gòu)的影響,探索界面對(duì)橡膠復(fù)合材料性能的影響并表征了相關(guān)的界面作用,期望為植物多酚在橡膠和其它高分子材料中的應(yīng)用提供必要的支持和依據(jù)。
分別以天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)為基體,碳酸鈣(Calcium carbonate,CaCO3)、白
2、炭黑(Silica)和埃洛石納米管(Halloysite nanotubes,HNTs)為填料,茶多酚(Tea polyphenols,TP)和單寧酸(Tannic acid, TA)為界面改性劑,研究了界面的形成以及界面結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料性能的影響,探索界面結(jié)構(gòu)與橡膠基復(fù)合材料力學(xué)性能的關(guān)系。結(jié)果表明,植物多酚會(huì)顯著影響橡膠/填料體系的硫化性能,植物多酚的引入顯著改善了橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能,當(dāng)添加適當(dāng)份數(shù)的植物多酚時(shí),NR/CaCO3和
3、SBR/CaCO3復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度分別提高了35.3%和38.5%NR/Silica和SBR/Silica復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度分別提高了13.7%和27.7%,NR/HNTs和SBR/HNTs復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度分別提高了24.4%和30.6%; NR體系動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究顯示,加入TP后,NR復(fù)合材料的低溫儲(chǔ)能模量顯著增加,Tg明顯升高。
通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃面電鏡(FE-SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和X射線(xiàn)光電子能譜(
4、XPS)等研究了植物多酚與填料之間的作用,探索界面結(jié)構(gòu)與橡膠/填料復(fù)合材料力學(xué)性能的關(guān)系。FE-SEM結(jié)果表明,植物多酚的加入使三種填料在橡膠基體中分布更加均勻,斷面孔洞更少,界面作用得到增強(qiáng)。FTIR和XPS研究表明,加入植物多酚后,一方面,多酚表面和CaCO3之間存在較強(qiáng)的絡(luò)合作用和/或氫鍵作用,和Silica之間存在較強(qiáng)的氫鍵作用,和HNTs之間存在較強(qiáng)的氫鍵作用,另一方面,植物多酚和橡膠硫化體系中的Zn2+之間存在較強(qiáng)的絡(luò)合作用
5、,說(shuō)明植物多酚的引入顯著改善了填料與橡膠基體之間的界面作用。
選擇硼酸鎂晶須(MgBW)作為耐磨改性劑,研究了其對(duì)NR體系耐磨性能的影響。結(jié)果表明MgBW會(huì)顯著改善NR復(fù)合材料的耐磨性,采用偶聯(lián)劑改性和添加茶多酚改善界面會(huì)進(jìn)一步改善復(fù)合材料的耐磨性能。當(dāng)添加7.5 phr未改性和改性MgBW時(shí),復(fù)合材料的阿克隆磨耗分別減少了15.87%和31.24%,同時(shí)復(fù)合材料的力學(xué)性能也有一定程度的改善。采用XPS研究了植物多酚對(duì)Mg
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