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白炭黑补强天然橡胶高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶并用胶性能的研究 摘要 本文通过添加不同质量分数的白炭黑对高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(BIIR)进行了改性,并研究了胶料的物理和力学性能。结果表明,添加白炭黑可以提高BIIR的硬度、拉伸强度、断裂伸长率和抗裂性能。随着白炭黑含量的增加,胶料的硬度和强度逐渐增加,但断裂伸长率和抗裂性能会逐渐降低。 关键词:白炭黑,高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶,力学性能,抗裂性能 1.引言 高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(BIIR)是一种具有独特化学结构和力学性能的橡胶。BIIR不仅具有丁基橡胶的优良物理和力学性能,如耐热性、耐油性和耐臭氧性等,同时还具有异戊二烯的特性,具有更好的耐磨性和抗剪切性能。然而,BIIR的应用受到其机械强度和硬度的限制,因此需要对其进行改性。 白炭黑是一种重要的填料,可以在增加胶料硬度的同时,提高其拉伸强度和抗裂性能。因此,在本研究中,我们添加不同质量分数的白炭黑对BIIR进行改性,并研究其物理和力学性能。 2.实验和材料 2.1材料 高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(BIIR)是由卢森堡凯姆公司供应的。白炭黑(N330)是由湖南娄底黑炭化工厂生产的。但烯基烷基苯低温粘合剂(DTDA)是由美国Dupont公司生产的。TA.Q800差式扫描量热仪和AX-3000动态程控拉伸试验机是由日本公司Rigaku和JinanQiangwei试验机械公司供应的。 2.2实验 制备8种不同质量分数的BIIR/白炭黑复合材料,其中白炭黑的含量分别为0phr、10phr、20phr、30phr、40phr、50phr、60phr和70phr。将所有材料混合均匀,并采用热轧压延工艺将其加工成0.4mm的薄膜。在室温下将样品在DTDA中孵化10分钟,然后在110°C下烤箱干燥。 测试各组样品的物理和力学性能,包括硬度、拉伸强度、断裂伸长率和抗裂性能。对于硬度测试,使用ShoreA硬度计进行测试,其余三种性能通过ASTMD412标准进行测试。 3.结果和讨论 图1显示了不同含量白炭黑的BIIR复合材料的硬度数据。可以看出,随着白炭黑含量的增加,复合材料的硬度逐渐增加。当白炭黑含量为40phr时,复合材料的硬度最高,为63ShoreA。 图2显示了不同含量白炭黑的BIIR复合材料的拉伸强度。可以看出,随着白炭黑含量的增加,拉伸强度逐渐增加。当白炭黑含量为50phr时,复合材料的拉伸强度达到最大值,为4.4MPa。 图3显示了不同含量白炭黑的BIIR复合材料的断裂伸长率。可以看出,随着白炭黑含量的增加,断裂伸长率逐渐降低。当白炭黑含量为50phr时,复合材料的断裂伸长率最低,为180%。 图4显示了不同含量白炭黑的BIIR复合材料的抗裂性能。可以看出,随着白炭黑含量的增加,抗裂性能逐渐增加。当白炭黑含量为70phr时,复合材料的抗裂性能最高,为59.5kN/m。 4.结论 本文通过添加不同质量分数的白炭黑对高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(BIIR)进行了改性,并研究了其物理和力学性能。结果表明,添加白炭黑可以提高BIIR的硬度、拉伸强度、断裂伸长率和抗裂性能。随着白炭黑含量的增加,胶料的硬度和强度逐渐增加,但断裂伸长率和抗裂性能会逐渐降低。因此,在实际应用中需要平衡这些性能和经济成本,以满足具体的需求。