溶聚丁苯橡胶/白炭黑/功能树脂纳米复合材料的制备与应用研究
溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料由于其优异的性能被广泛用于制造“绿色轮胎”胎面，树脂应用于胎面中可以起到改善加工性能的作用。目前已发现树脂能够调控黏弹性，但在平衡胎面的“魔三角”性能(抗湿滑性能、滚动阻力与磨耗)存在严重不足，本文制备溶聚丁苯橡胶/白炭黑/功能树脂纳米复合材料，阐述树脂作用机理，揭示树脂结构与黏弹性的调控关系，主要研究工作如下: 本文选用了 5种不同树脂(383树脂、C9树脂、C5/C9树脂、DCPD树脂、PS树脂)作为研究对象，探究了不同树脂对橡胶复合材料性能的影响。首先确定了 383树脂的结构，是氢化C9树脂。与其它种类树脂相比，383树脂增强的橡胶复合材料交联密度高，力学性能优异，100％与300％定伸应力显著提高，不仅提高了耐磨耗性能，而且降低了滚动阻力,提高了抗湿滑性能，很好的解决了 “魔三角”难题。 本文进一步研究了 383树脂与环保芳烃油(TDAE)不同比例、不同383树脂用量以及并用天然橡胶对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响规律。研究发现，383树脂需与TDAE并用才能发挥最佳效应，在使用10phr TDAE的情况下测试了 383树脂用量对橡胶复合材料性能的影响，确定了 383树脂的最佳用量，力学性能与树脂用量负相关，抗湿滑性能与树脂用量正相关，0℃损耗因子从0.88提高到1.18,提高了 34％,耐磨耗性能与树脂用量正相关，阿克隆磨耗性能提高了 43％。天然橡胶对复合材料动静态性能的影响不大，但可以缩短硫化时间，提高硫化效率，改善橡胶的加工性能，有利于后续轮胎制备。 采用实验室自主开发的轮胎磨耗试验机研究磨耗机理，探究了不同结构树脂对橡胶复合材料的磨耗量、橡胶磨屑的粒径分布、表面形貌的影响规律。结果表明树脂可以提高橡胶复合材料的磨耗性能，比未添加树脂的复合材料磨耗性能提高30％,在相同的磨耗里程下添加树脂的橡胶复合材料磨耗产生的PM10污染物质量减少。随着橡胶磨损颗粒逐渐变大，磨屑形貌由颗粒状橡胶磨屑向卷曲的棒状橡胶磨屑转变。DCPD树脂和383树脂的橡胶复合材料磨耗量最小，其产生的橡胶磨屑卷曲程度也较低。
复合材料;溶聚丁苯橡胶;白炭黑;树脂增强;制备工艺;耐磨耗性能;抗湿滑性能
北京化工大学
硕士
材料与化工
卢咏来;李彦果
2023
中文
TQ333.1
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）