马来酸酐改性天然橡胶炭黑复合材料的性能.pdf

华南理工大学学报(自然科学版)
第34卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVo1．34No．5
2006年5月(NaturalScienceEdition)May2006

文章编号：1000—565X(2006)05-0094—05

马来酸酐改性天然橡胶／炭黑复合材料的性能木

董智贤贾德民周彦豪
(1．华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州510640；2广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006)

摘要：分别以过氧化二苯甲酰(BPO)和过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂，在双辊开炼
机上采用马来酸酐(MAH)单体对天然橡胶(NR)进行接枝改性，再与高耐磨炭黑(HAF)
混合，制备出了性能优良的炭黑增强天然橡胶复合材料，并对其性能进行了测试和分析．
结果表明：MAH改性NIL／HAF复合材料具有优良的力学性能，其中MAH用量以1份为
宜。引发剂DCP的引发效率比BPO略高，用量以0．5份为宜；复合材料在高温下热稳定性
较好；扫描电镜分析表明碳黑在NR基体中的分散以及界面结合情况得到了明显改善．
关键词：天然橡胶；马来酸酐；炭黑；复合材料；改性
中图分类号：TQ050．425文献标识码：A

炭黑是胶料配方中最重要的、用量最多的补强州新港化工厂生产；过氧化二苯甲酰(BPO)，化学
配合剂，它能够提高橡胶制品的强度，赋予制品耐纯，广州化学试剂厂生产；过氧化二异丙苯(DCP)，
磨、耐撕裂、耐热、耐寒、耐油等性能，延长制品的使化学纯，江苏太仓县化T厂；其他各种橡胶配合剂均
用寿命，而且能改善胶料的加工性能．而炭黑与橡胶为工业通用原料．
基体间的良好结合是加强炭黑对橡胶补强效果的关1．2试样制备方法
键所在¨j．研究表明，预先把炭黑用乙烯基单体等参考文献[8]的方法，首先分别以BPO和DCP
有机物改性后再与橡胶混炼，可以大大改善炭黑与为引发剂，在双辊开炼机上采用MAH单体对NR进
橡胶的结合效果J．本研究预先用马来酸酐行接枝改性，再按基础配方NR100份(质量份，下
(MAH)单体对天然橡胶(NR)进行改性，再与炭黑同)，ZnO5份，防老剂4010NA(N．异丙基．N．苯基．
混炼制备炭黑增强天然橡胶复合材料．利用MAH对苯二胺)1．5份，硬脂酸3份，促进剂cz(N一环已
单体既可在NR大分子链上接枝，也能与炭黑表面基_2-苯并噻唑次磺酰胺)0．7份，促进剂DM(二硫
的活性基团产生化学反应的特点，从而改善炭黑在化二苯并噻唑)0．5份，芳烃油10份，HAF30份，硫
NR中的分散性，加强NR与炭黑之间的结合，以制磺2．5份配料，在双辊开炼机上混炼均匀后出片．
备出性能优良的炭黑增强天然橡胶复合材料．采用P3555B型盘式硫化仪，测定?昆炼胶的硫
化时间t∞．在150cIC，10MPa下在平板硫化机上将混
1实验部分
炼胶热压硫化，时间为t帅，最后裁制标准样条，准备
1．1主要原材料性能测试．
天然橡胶，l标准胶，广东省湛江农垦局生产；1．3分析测试
高耐磨炭黑(HAF)，牌号N330，上海立事化工实业1．3．1力学性能测定
公司生产；顺丁烯二酸酐(马来酸酐)，化学纯，广在XL．100A型电子拉力机上，按GB／T528-
1998标准进行拉伸性能测试，试样为哑铃型，拉伸

收稿日期：2005-07-15速度为500mm／min；同时按GB／T528一l999标准进
基金项目：农业部天然橡胶加工重点开放实验室科技基行直角撕裂强度测定；用XL．A型邵尔硬度计按
金资助项目(504031)GB／T527-1998标准测试材料的硬度．
作者简介：董智贤(1975一)，女，博士生，主要从事高分子1．3．2热性能分析
材料的制备、合成及改性研究，E—mail：dzxO124@sina，corn采用美国PE公司的DSC一1I型热分析仪进行测

华南理工大学学报(自然科学版)第34卷

在引发剂BPO用量相同时，MAH用量越高，
MAH改性NR／HAF复合材料硫化胶的撕裂强度越
高，但硫化胶的永久形变和扯断伸长率也较高．所以
在MAH用量为1份，BPO用量为0．5份时改性
NR／HAF复合材料硫化胶的综合力学性能较好．与
未改性的NR／HAF复合材料硫化胶相比，虽然改性
NR／HAF复合材料硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率
有所降低，但撕裂强度有较大幅度的提高．说明MAH
单体在有引发剂存在的条件下确实起到了NR基体
图2改性前后NR／HAF硫化胶的DSC曲线
与HAF之间的“桥梁”作用，使得二者之间的结合情
Fig．2DSCcurvesoftheNRJHAFvulcanizatesbefore

况得到改善．andaftermodification

两种引发剂B