NR-TPI并用膠的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用.pdf

1、反式-1，4—聚異戊二烯(trans-1，4—polyisoprene，簡(jiǎn)記TPI)是一種常溫下易結(jié)晶，高硬度、生熱低、耐磨耗性能及動(dòng)態(tài)疲勞性能優(yōu)良的新型合成材料。天然橡膠(NR)具有優(yōu)良的加工性能、高彈性、優(yōu)秀的物理機(jī)械性能，其致命的缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)疲勞性能、耐磨耗性能及耐熱氧老化性能較差，硬度和定伸應(yīng)力較低。TPI與NR結(jié)構(gòu)單元同屬異戊二烯，相容性很好，兩者并用可以彌補(bǔ)上述NR的缺點(diǎn)。本論文主要研究了NR與TPI并用膠結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系

2、，為制備高性能復(fù)合材料及拓展TPI的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。 論文第二章研究了TPI用量、加工工藝、炭黑、白炭黑及用量對(duì)NR/TPI并用膠中TPI的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及并用膠物理機(jī)械性能的影響；混煉加工工藝對(duì)NR/TPI并用膠物理機(jī)械性能的影響；通過(guò)偏光顯微鏡、熱分析、紅外光譜圖、電子掃描顯微鏡等觀察NR/TPI并用膠中TPI聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。研究結(jié)果如下： 偏光顯微鏡觀察NR/TPI并用膠中TPI球晶的分散狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，隨TPI用量增加

3、，晶區(qū)所占比例增大，當(dāng)TPI用量為20份時(shí)，TPI球晶由分散相轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)相，此時(shí)，并用膠的屈撓、壓縮疲勞溫升等動(dòng)態(tài)性能最佳。用熱分析方法考察NR/TPI并用膠加工過(guò)程中TPI結(jié)晶度的變化發(fā)現(xiàn)，硫化前，兩種膠共混、加入配合劑和炭黑對(duì)TPI結(jié)晶度的影響不大；硫化后，NR/TPI并用膠中TPI的結(jié)晶度顯著降低，但仍存在部分殘余結(jié)晶，且隨TPI用量的增加，結(jié)晶度增大；紅外光譜圖觀察發(fā)現(xiàn)，硫化后，表征TPI結(jié)晶的特征吸收峰明顯減弱，同樣說(shuō)明硫化使

4、TPI的結(jié)晶度大大降低。電子掃描顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，NR/TPI并用膠中TPI殘余結(jié)晶以晶粒的形式分散在非晶態(tài)中，并隨TPI用量增加晶粒數(shù)量增多、尺寸變大；晶粒分散在NR/TPI并用膠中相當(dāng)于物理交聯(lián)點(diǎn)及彌補(bǔ)體系缺陷的作用，增大了體系的交聯(lián)密度，提高了NR/TPI并用膠的耐磨耗、耐熱氧老化以及動(dòng)態(tài)疲勞性能。 炭黑的加入兼有補(bǔ)強(qiáng)及破壞TPI結(jié)晶的雙重作用。TPI用量為20份時(shí)，炭黑的加入使NR/TPI并用膠中TPI的結(jié)晶度由1.74％

5、減小到1.18％；考察填充50份炭黑的純天然膠、NR/TPI(80/20)并用膠及不加炭黑的NR/TPI并用膠等三種膠料的磨耗性能，發(fā)現(xiàn)加炭黑填充的NR/TPI膠料的磨耗量最低，說(shuō)明炭黑和TPI微晶對(duì)膠料耐磨耗性能均有貢獻(xiàn)。炭黑種類及炭黑、白炭黑用量研究結(jié)果表明，選用炭黑N330、白炭黑/炭黑為20/30時(shí)，NR/TPI膠料的耐磨耗、動(dòng)態(tài)疲勞、硬度、定伸應(yīng)力及耐老化性能得到改善。 為探討炭黑在NR/TPI并用膠中的分散情況，利用

6、RPA研究了四種混煉加工工藝對(duì)炭黑在NR/TPI中的分散狀態(tài)及NR與TPI混合相容性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用TPI和NR共混+炭黑+配合劑混煉工藝所得膠料中炭黑分散較均勻、NR與TPI相容性較好，并用膠炭黑結(jié)合膠含量、硬度、定伸應(yīng)力及拉伸強(qiáng)度較高。 論文第三章和第四章研究NR/TPI并用膠在雨刷橡膠條和網(wǎng)球中的應(yīng)用。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在雨刷橡膠條膠料中并用18份TPI、白炭黑/炭黑為20/30時(shí)，NR/TPI并用膠的耐磨耗性能提高30.