溶聚丁苯橡膠環(huán)氧化改性及其性能研究.pdf

1、以溶聚丁苯橡膠（SSBR）為基體，白炭黑（SiO2）為補(bǔ)強(qiáng)填料組成的橡膠材料，具有高抗?jié)窕?、良好的耐磨性、低滾動阻力、低噪聲、安全、節(jié)能、環(huán)保等特性，是理想的輪胎用膠，但是白炭黑在非極性橡膠基體中容易團(tuán)聚，難以均勻分散。向SSBR分子鏈中引入環(huán)氧基團(tuán)，增強(qiáng)橡膠基體與填料之間的相互作用并實(shí)現(xiàn)白炭黑在SSBR中的均勻分散是本論文的研究重點(diǎn)。
　　以H2O2、HCOOH為過氧甲酸氧化體系對溶聚丁苯橡膠進(jìn)行環(huán)氧化改性。采用化學(xué)滴定法測定

2、了溶聚丁苯橡膠的環(huán)氧化程度，并用核磁共振（1H-NMR）、紅外吸收光譜（FT-IR）、凝膠色譜（GPC）對環(huán)氧化溶聚丁苯橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量及分子量分布進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，環(huán)氧化反應(yīng)主要發(fā)生于丁二烯鏈段碳碳雙鍵上，其環(huán)氧化活性順序?yàn)椋悍词?,4結(jié)構(gòu)＞順式1,4結(jié)構(gòu)＞＞1,2結(jié)構(gòu)；隨H2O2用量增加，環(huán)氧度先增大后減小；隨HCOOH用量增加，反應(yīng)時間延長，反應(yīng)溫度升高，環(huán)氧度都有增大趨勢，但同時伴隨交聯(lián)副反應(yīng)，當(dāng)環(huán)氧度大于33％時，E

3、SSBR嚴(yán)重交聯(lián)；最佳環(huán)氧化反應(yīng)條件：n(H2O2)/n(C=C)為0.5~1，n(HCOOH)/n(C=C)為1~2，反應(yīng)時間2~3 h，反應(yīng)溫度40~50℃。
　　研究了經(jīng)白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的不同環(huán)氧度溶聚丁苯橡膠混煉膠及硫化膠的性能。結(jié)果表明，隨環(huán)氧度從0%到14.73%增大，生膠門尼粘度增大；ESSBR分子鏈中的環(huán)氧基團(tuán)與SiO2粒子表面的硅羥基反應(yīng)形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，并抑制SiO2粒子的團(tuán)聚，促進(jìn)其均勻分散，當(dāng)環(huán)氧度為6.87%時

4、，SiO2在ESSBR中的分散性最好；隨環(huán)氧度增大，混煉膠的焦燒時間延長，正硫化時間縮短，最小扭矩減小，最大扭矩先增大后減小，硫化膠的拉伸強(qiáng)度和耐磨性能先增大后減小，斷裂伸長率降低，100%和300%定伸強(qiáng)度增大，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，0℃tanδ值顯著增大，抗?jié)窕栽鰪?qiáng)，60℃tanδ值略有增加，滾動阻力增大。SSBR經(jīng)環(huán)氧化改性后綜合性能提高，環(huán)氧度在6.87%~8.51%范圍內(nèi)時，SiO2/ESSBR復(fù)合材料的綜合性能最優(yōu)。

5、　　對比研究了環(huán)氧化本征改性與硅烷偶聯(lián)劑Si69改性對SiO2/SSBR復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，環(huán)氧化本征改性與硅烷偶聯(lián)劑 Si69改性都能有效的改善白炭黑的分散性，硅烷偶聯(lián)劑Si69是通過SiO2偶聯(lián)隔離表面削弱填料-填料間的作用力實(shí)現(xiàn)白炭黑均勻分散的，對復(fù)合材料的綜合性能提高不明顯，而環(huán)氧化本征改性可以增強(qiáng)填料-橡膠基體之間的相互作用，能得到硫化性能、力學(xué)性能、耐磨性、抗?jié)窕院蜐L動阻力等綜合性能更加優(yōu)異的SiO2/SSBR復(fù)