BIIR纳米复合材料的结构与性能.pdf

第3期薛杨等．粘-12／SBR／BIIR纳米复合材料的结构与性能141

粘土／SBR／BIIR纳米复合材料的结构与性能

薛杨，何少剑，王益庆，吴友平，吴晓辉，张立群
(1．北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京100029；2．北京化工大学教育部纳米材料

先进制备技术与应用科学重点实验室，北京100029)

摘要：采用溴化丁基橡胶(BIIR)与粘土／SBR复合胶制备粘土／SBR／BIIR复合材料，并对其结构与性能进行研
究。结果表明：粘土／SBR／BIIR并用胶为以BIIR为连续相、以SBR为分散相的海岛结构，并且粘土基本分散于SBR
分散相中，所制备的复合材料为隔离型纳米复合材料；BIIR与SBR的相容性不好，热力学上基本不相容；由于粘土对
气体的阻隔作用及并用胶的两相为海岛结构，因此复合材料在BIIR与粘土／SBR复合胶并用比适当的条件下仍能保
持良好的气密性。
关键词：BIIR；SBR；粘土；纳米复合材料；结构；气密性
中图分类号：TQ333．1；TQ333．6文献标志码：A文章编号：1000—890X(2011)03—0141一O5

溴化丁基橡胶(BIIR)具有较好的气密性、粘℃]为32，溴质量分数为0．018，德国拜耳公司产
合性、耐老化性能、耐热性能和耐化学药品性能，品；SBR，牌号1502，门尼粘度FML(1+4)100℃]
且活性较高，因而被广泛应用于轮胎气密层中。为45，结合苯乙烯质量分数为0．235，中国石油兰
但由于BIIR成本较高，且经常出现供货不及时和州石化分公司产品；粘土／SBR纳米复合胶，粘土
价格上涨状况l】]，因此有必要通过与其他橡胶并与SBR用量比为8O／lOO，吉林四平刘房子爱思
用来降低应用成本，同时改善BIIR的加工性能。克膨润土有限公司产品；炭黑N33o，天津海豚炭
BIIR与NR并用可以改善胶料自身的粘着性，提黑有限公司产品。
高物理性能，且BIIR／NR的焦烧时间较短。]；1．2试验配方
SBR气密性优于NR，采用SBR与BIIR并用可(1)1试验配方。BIIR100，炭黑N33O
以在一定程度上弥补NR／BIIR并用胶气密性损5O，氧化锌3，氧化镁0．5，硬脂酸1，硫黄
失过大的缺点，并可以提高气密层与胎体的共硫
1，促进剂DM1．25。
化性。近年来，人们对层状硅酸盐的研究发现，片
(2)2试验配方。BIIR混炼胶：BIIR75，氧
层结构的粘土具有优异的气体阻隔性能，尤其是
化锌2．25，氧化镁0．375，硬脂酸0．75，硫黄
纳米级分散的粘土，可改善胶料的气密性]。
0．75，促进剂DM0．938。
本工作采用BIIR与粘土／SBR复合胶制备
粘土／SBR混炼胶：粘土／SBR复合胶45，
粘土／SBR／BIIR复合材料，并对其结构与性能进
氧化锌1．25，硬脂酸0．5，防老剂4010NA
行研究。
0．25，硫黄0．25，促进剂CZ0．325，促进剂
TMTD0．025。
1实验
(3)3试验配方。BIIR混炼胶：BIIR70，氧
1．1主要原材料
化锌2．1，氧化镁0．35，硬脂酸0．7，硫黄
BIIR，牌号2030，门尼粘度EML(1+8)125
0．7，促进剂DM0．875。粘土／SBR混炼胶：粘
基金项目：国家高技术研究发展计划(“八六三”计划)项目土／SBR复合胶45，SBR5，氧化锌1．5，硬脂
(2009AA03Z338)
酸0．6，防老剂4010NA0．3，硫黄0．3，促进
作者简介：薛杨(1985一)，女，山东临沂人，北京化工大学在
读硕士研究生，主要从事纳米复合材料加工改性的研究剂CZ0．39，促进剂TMTD0．03。
*通信联系人(4)4试验配方。BIIR混炼胶：BIIR60，氧
142橡胶工业2011年第58卷

化锌1．8，氧化镁0．3，硬脂酸0．6，硫黄加入活性剂、促进剂和硫化剂，制备粘土／SBR混
0．6，促进剂DM0．75。粘土／SBR混炼胶：粘炼胶。然后将上述两种混炼胶在开炼机上进行混
土／SBR复合胶45，SBR15，氧化锌2，硬脂炼，加人炭黑直至混炼均匀。
酸0．8，防老剂4010NA0．4，硫黄0．4，促进各配方混炼胶停放2h后在乎板硫化机上进
剂CZ0．52，促进剂TMTD0．04。行硫化，硫化条件为16O℃／15MPa×t。。。
(5)5试验配方。BIIR混炼胶：BIIR50，氧1．5测试分析
化锌1．5，氧化镁0．25，硬脂酸0．5，硫黄1．5．1TEM分析
0．5，促进剂DM0．625。粘土／SBR混炼胶：粘采用TEM观察胶料的分散情况。试样为冷
土／SBR复合胶45，SBR25，氧化锌2．5，硬冻切片，加速电压为200kV。
脂酸1，防老剂4010NA0．5，硫黄0．5，促进1．5．2XR