偶联剂Si69改性白炭黑补强天然橡胶反式聚异戊二烯并用胶的性能研究.docx

偶联剂Si69改性白炭黑补强天然橡胶反式聚异戊二烯并用胶的性能研究
引言
天然橡胶作为一种重要的弹性材料，广泛应用于轮胎、橡胶鞋、橡胶管等多个领域。但是，由于其弱点，例如低耐磨性、低耐热性、低耐化学腐蚀性等，使其在某些应用领域受到限制。因此，目前研究人员采用不同的办法改进天然橡胶的性能，例如加入填充剂、改变其结构等。其中，填充剂是一种广泛使用的方法，其中白炭黑是一种常用的填充剂。
白炭黑作为一种稳定的碳黑，被广泛应用于橡胶制品的生产中，并且非常适合于处理生成的复合材料。然而，在使用白炭黑作为填充剂的过程中，产生了一些问题，例如它的分散性和增洁能力较差，同时也有锐角，对复合材料的机械性能有一定的影响。为了解决这些问题，提高复合材料的性能，一些研究人员开发了不同类型的偶联剂，并将其添加到胶中，以改善填充剂和橡胶之间的相互作用。而Si69是一种常见的偶联剂，其添加到橡胶中可以改善橡胶-白炭黑的相互作用，并提高补强效果，而反式聚异戊二烯并用胶则是一种在近年来新兴的橡胶材料，在毒性、臭味、耐老化性等方面都优于天然橡胶。
本文将研究Si69改性白炭黑补强反式聚异戊二烯并用胶的性能，探讨各因素对复合材料性能的影响，并为后续橡胶材料性能研究提供参考。
实验方法
1.实验材料
本实验采用反式聚异戊二烯并用胶作为基础橡胶材料，将Si69改性的白炭黑作为填充剂，同时添加了其他填料和助剂。其中，Si69改性的白炭黑含量为40phr。
2.实验流程
将反式聚异戊二烯并用胶和填充剂混合，并加入其他助剂，加工成所需要的形状，然后进行硫化和热固化等后续处理。然后，对所获得的复合材料进行多项性能测试。
3.实验指标
为了探究不同处理方法对复合材料性能的影响，我们测试了多项实验指标，包括硫化时间、密度、拉伸强度、断裂伸长率、硬度、磨损量、耐热性、耐油性以及电导率等方面。同时，我们还对复合材料的微观结构和化学成分进行了分析，并探究了不同因素之间的关系。
结果分析
1.硫化时间
实验结果显示，在添加Si69改性的白炭黑的情况下，复合材料的硫化时间略有延长，这是由于Si69的存在降低了胶粘度。
2.物理性质
加入Si69改性的白炭黑后，复合材料的密度有所增加，这与填充剂的骨架结构和Si69的分散性有关。此外，复合材料的硬度和磨损量增加，说明Si69改性的白炭黑添加后增强了复合材料的耐磨性和硬度。
3.力学性能
实验结果显示，添加Si69改性的白炭黑后，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均有所增加，表明Si69改性的白炭黑添加后增强了复合材料的强度和韧性。这是因为Si69可以有效地提高白炭黑与橡胶的结合程度，增强胶囊分子链与填料颗粒之间的相互作用力。
4.耐化学性能
添加Si69改性的白炭黑后，复合材料的耐油性和耐热性有所提高。这是由于Si69可以与白炭黑形成化学键，为复合材料提供更好的耐化学性。
5.电气性能
经过实验测试，添加Si69改性白炭黑的复合材料的电导率有所提高，这说明新增的填充剂增加了复合材料的导电性。
6.微观结构和化学成分
经过扫描电镜和能谱仪的分析，可以看出Si69可以有效促进白炭黑在橡胶中的分散，同时发现Si69能够夹杂在填充剂和橡胶之间，从而改善橡胶-填充剂之间的相互作用。此外，该分析技术还揭示了化合物分布和化学键的形成方式，进一步证明了Si69成功改性白炭黑的作用。
结论
通过本次实验，我们可以得出以下结论：
1.在反式聚异戊二烯并用胶中添加Si69改性的白炭黑，可以增强复合材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率、磨损量和耐热性等性能，并提高复合材料的耐油性和导电性。
2.Si69的存在可以提高白炭黑的分散性和填充剂与橡胶之间的相互作用，是导致增强效果的主要原因。
3.复合材料的微观结构和化学成分分析证实了Si69改性白炭黑的有效性，同时也说明对复合材料的分散状态和内部微观结构非常重要。
因此，我们可以预见，Si69改性白炭黑会成为橡胶制品生产中一个非常重要的材料，同时该实验结果也为后续的相关研究提供了参考。