碳酸鈣改性復(fù)合橡膠輪胎論文

1、<p>　　碳酸鈣改性NR/BR復(fù)合胎面膠</p><p>　　姓名：我只看看不玩的 學(xué)號(hào)：######### 班級(jí)：14高分班</p><p>　　摘要：碳酸鈣作為補(bǔ)強(qiáng)劑用于橡膠制品中已經(jīng)有很多年，近年來(lái)，隨著碳酸鈣的超細(xì)化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化及表面改性技術(shù)的發(fā)展，極大地提高了它的應(yīng)用價(jià)值。本文探究加入不同組份的碳酸鈣對(duì)NR/BR復(fù)合膠的性能影響，結(jié)果表明，加入碳酸鈣的復(fù)合橡膠性能

2、有不同程度的變化，在拉伸性能方面，隨著加入碳酸鈣的份數(shù)增加，拉伸性能先提高后下降；硬度方面，隨著加入碳酸鈣的份數(shù)增加，硬度先下降后提高再下降。</p><p>　　關(guān)鍵詞：碳酸鈣；補(bǔ)強(qiáng)劑；復(fù)合橡膠；應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　CALCIUM CARBONATE MODIFIED NR/BR COMPOUND TREAD</p><p>　　ABSTRACT：Ca

3、lcium carbonate has been used as a reinforcing agent in rubber products for many years. In recent years, with the development of calcium carbonate, its structure is complex and surface modification technology has greatly

4、 improved its application value. This paper explores into effect, performance of calcium carbonate in different components of NR/BR adhesive. The results showed that adding calcium carbonate composite rubber properties h

5、ave different degrees of change, in terms of tens</p><p>　　KEY WORDS：calcium carbonate；active filler；compounded rubber；application value</p><p><b>　　前言</b></p><p><b&

6、gt;　　碳酸鈣：</b></p><p>　　碳酸鈣是一種無(wú)機(jī)化合物，俗稱：灰石、石灰石、石粉、大理石等。主要成分：方解石，化學(xué)式是CaCO?，呈中性，基本上不溶于水，溶于鹽酸。它是地球上常見物質(zhì)，存在于霰石、方解石、白堊、石灰?guī)r、大理石、石灰華等巖石內(nèi)，亦為動(dòng)物骨骼或外殼的主要成分。碳酸鈣在工業(yè)上用途甚廣。碳酸鈣是由鈣離子和碳酸根離子結(jié)合生成的，所以既是鈣鹽也是碳酸鹽。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用碳酸鈣的橡膠制

7、品主要有:輪胎、膠鞋、膠管和膠帶、電線電纜、膠輥等，還有橡膠密封制品、減振制品和醫(yī)用及食品用橡膠制品等。對(duì)于橡膠來(lái)說(shuō)，碳酸鈣是僅次于碳黑、白碳黑的第三大補(bǔ)強(qiáng)填充劑，具有毒性小、價(jià)格低、補(bǔ)強(qiáng)效果好等特點(diǎn)。碳酸鈣可以部分或大部分替代價(jià)格昂貴的炭黑和白炭黑作補(bǔ)強(qiáng)填料，適宜在淺色橡膠制品中應(yīng)用。目前，碳酸鈣的使用所涉及到的膠種有NR、NBR、SBR、BR硅橡膠等。</p><p><b>　　NR：</b

8、></p><p>　　天然橡膠（NR）是一種以順-1，4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，其成分中91%～94%是橡膠烴（順-1，4-聚異戊二烯），其余為蛋白質(zhì)、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質(zhì)。天然橡膠是應(yīng)用最廣的通用橡膠。由于天然橡膠具有一系列物理化學(xué)特性，尤其是其優(yōu)良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性等特性，并且，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后還具有耐油、耐酸、耐堿、耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等寶貴性質(zhì)，所以，具有

9、廣泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松緊帶；醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)所用的外科醫(yī)生手套、輸血管；交通運(yùn)輸上使用的各種輪胎；工業(yè)上使用的傳送帶、運(yùn)輸帶、耐酸和耐堿手套；農(nóng)業(yè)上使用的排灌膠管、氨水袋；氣象測(cè)量用的探空氣球；科學(xué)試驗(yàn)用的密封、防震設(shè)備；國(guó)防上使用的飛機(jī)、坦克、大炮、防毒面具；甚至連火箭、人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船等高精尖科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品都離不開天然橡膠。</p><p><b>　　BR：</b&g

10、t;</p><p>　　順丁橡膠（BR）是順式-1,4-聚丁二烯橡膠的簡(jiǎn)稱，其分子式為(C4H6)n。順丁橡膠是由丁二烯聚合而成的結(jié)構(gòu)規(guī)整的合成橡膠，其順式結(jié)構(gòu)含量在95%以上。根據(jù)催化劑的不同，可分成鎳系、鈷系、鈦系和稀土系（釹系）順丁橡膠。順丁橡膠是僅次于丁苯橡膠的第二大合成橡膠。與天然橡膠和丁苯橡膠相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性尚好，易與天然橡、氯丁橡膠或丁腈橡膠并用

11、。順丁橡膠特別適用于制造汽車輪胎和耐寒制品，還可以制造緩沖材料及各種膠鞋、膠布、膠帶和海綿膠等。</p><p><b>　　目的和意義</b></p><p>　　采用NR/BR復(fù)合橡膠生產(chǎn)胎面膠，相比用純的NR橡膠大大降低了膠料成本，為了使其具備胎面膠基本的性能，采用碳酸鈣大部分代替炭黑用于復(fù)合橡膠填充補(bǔ)強(qiáng)，碳酸鈣與炭黑協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)復(fù)合橡膠，提高復(fù)合橡膠的性能，同時(shí)，

12、降低了炭黑的用量，降低了成本，提高復(fù)合橡膠輪胎的性價(jià)比。</p><p><b>　　1.實(shí)驗(yàn)部分：</b></p><p><b>　　1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備：</b></p><p>　　雙輥開煉機(jī)；平板硫化機(jī)；萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)；老化試驗(yàn)機(jī)</p><p>　　1.2實(shí)驗(yàn)原料及配方：</p>&

13、lt;p>　　表1 CaCO3/NR/BR復(fù)合橡膠配方表</p><p>　　配方：NR:BR=7:3（總160g）</p><p><b>　　1.3實(shí)驗(yàn)流程：</b></p><p>　　固體軟化劑——促進(jìn)劑——防老劑——硬脂酸——氧化鋅——炭黑——碳酸鈣——DOP——硫化劑</p><p>　　硫化：硫化溫度

14、：140℃；模具：2mm；硫化時(shí)間：15min；冷壓：10min。</p><p><b>　　2.結(jié)果與討論：</b></p><p><b>　　2.1拉伸試驗(yàn)</b></p><p>　　取不同碳酸鈣配比的個(gè)5試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)后求平均值，作圖像。</p><p>　　圖1-a 為Ca

15、CO3/NR/BR復(fù)合橡膠的拉伸強(qiáng)度變化曲線</p><p>　　圖1-b 為CaCO3/NR/BR復(fù)合橡膠的斷裂強(qiáng)度變化曲線</p><p>　　由圖可得出，隨著碳酸鈣加入量增加，NR/BR復(fù)合橡膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度先下降后提高再下降，加入碳酸鈣份數(shù)為20時(shí)，NR/BR復(fù)合橡膠的拉伸性能最好。加入碳酸鈣10份時(shí)，由于碳酸鈣在橡膠中分散不好，導(dǎo)致性能未得到提升。繼續(xù)增加碳酸鈣加入量，橡膠

16、拉伸性能逐漸提高，原因是碳酸鈣補(bǔ)強(qiáng)的復(fù)合膠到外力作用時(shí)，被吸附的橡膠鏈段會(huì)在碳酸鈣粒子表面滑動(dòng)伸長(zhǎng)，于是產(chǎn)生以下補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)：當(dāng)分子鏈滑動(dòng)時(shí)，大量的物理吸附的解析作用吸收外力而起到緩沖作用；由于滑動(dòng)摩擦使膠料產(chǎn)生高滯后損耗，損耗會(huì)消耗一部分能量，并轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，從而保證橡膠不受破壞。分子鏈滑動(dòng)的結(jié)果，是使橡膠鏈高度定向，使應(yīng)力均勻分布，從而承擔(dān)了大的應(yīng)力和模量。以上效應(yīng)的結(jié)果，可使橡膠的強(qiáng)度大大提高，抵抗破裂。當(dāng)碳酸鈣加入更多時(shí)，橡膠鏈

17、段滑動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕}粒子之間的滑動(dòng)，所以橡膠的拉伸性能下降。</p><p><b>　　2.2硬度測(cè)試</b></p><p>　　取不同碳酸鈣配比的壓板后的橡膠板用邵氏硬度計(jì)測(cè)量橡膠硬度，記錄數(shù)據(jù)后求平均值，作出圖像。</p><p>　　圖2 為CaCO3/NR/BR復(fù)合橡膠的硬度變化曲線</p><p>　　由圖可

18、得出，復(fù)合橡膠的硬度隨著碳酸鈣加入量的增加先降低后升高再降低，和其拉伸性能變化基本一致。當(dāng)碳酸鈣加入為20份時(shí)，復(fù)合橡膠硬度最高。</p><p><b>　　2.3老化實(shí)驗(yàn)：</b></p><p>　　取未加碳酸鈣的NR/BR復(fù)合橡膠進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)48h后取出進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　拉伸強(qiáng)度/MP

19、a</b></p><p>　　表2 NR/BR復(fù)合橡膠老化前后拉伸強(qiáng)度</p><p>　　由表可得出，老化后NR/BR復(fù)合橡膠拉伸強(qiáng)度有所降低，但僅降低了15.35%，所以，本配方的NR/BR復(fù)合橡膠的防老化性能較好。</p><p><b>　　3.總結(jié)：</b></p><p>　　（1）隨著碳酸鈣加

20、入量增加，NR/BR復(fù)合橡膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度先降低后升高再降低，當(dāng)加入碳酸鈣為20份時(shí)，NR/BR復(fù)合橡膠拉伸性能最好。</p><p>　?。?）隨著碳酸鈣加入量增加，NR/BR復(fù)合橡膠的硬度先降低后升高再降低，當(dāng)加入碳酸鈣為20份時(shí)，NR/BR復(fù)合橡膠的硬度最高。</p><p>　?。?）在沒有加碳酸鈣的NR/BR復(fù)合橡膠不僅有良好的力學(xué)性能，且防老化性能優(yōu)異。</p>

21、;<p>　?。?）碳酸鈣代替部分炭黑作補(bǔ)強(qiáng)劑，碳酸鈣與炭黑協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)橡膠，相比用純炭黑作補(bǔ)強(qiáng)劑，降低了成本，同時(shí)NR/BR復(fù)合橡膠的整體性能得到了提升。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]符新,方粉珍.改性碳酸鈣對(duì)天然橡膠硫化膠力學(xué)性能的影響[J].熱帶作物研究,1998(01):1-4.</p>&l

22、t;p>　　[2]古菊,李琦,賈德民,羅遠(yuǎn)芳,程镕時(shí).改性納米碳酸鈣補(bǔ)強(qiáng)NR/SBR/BR并用膠的表征[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007(12):76-81.</p><p>　　[3]賈德民,古菊,周揚(yáng)波,羅遠(yuǎn)芳.新型改性納米碳酸鈣對(duì)天然橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004(03)：94-96</p><p>　　[4]吳紹吟,練恩生,馬文石