新型硅烷偶聯(lián)劑和新型表面粗粒化碳納米管在橡膠納米復合材料中的應用.pdf

1、納米復合技術被稱作21世紀的主導技術，橡膠納米復合材料制備過程中要解決的兩大關鍵問題是填料的分散和界面作用問題。
　　白炭黑是制造低滾阻綠色輪胎的理想填料，但由于表面羥基的大量存在，白炭黑自身易形成聚集體且與橡膠基體間的相容性差，這導致白炭黑與橡膠共混困難、且白炭黑不易在橡膠中分散。白炭黑經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性后再用于橡膠中，能改善分散和加強界面作用，取得更好的橡膠補強效果。但使用傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑存在著揮發(fā)性有機化學物(VOC)排放量高

2、、膠料易焦燒等問題，且傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑難溶于水，不適用在更加清潔節(jié)能的濕法改性工藝過程中使用。因此，本文通過在傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑上接枝端羥基聚氧乙烯醚鏈段來制備一種新型硅烷偶聯(lián)劑M-Si69，并對M-Si69改性的白炭黑/天然橡膠復合材料各項性能進行考察。
　　首先采用雙-[（γ-三乙氧基）硅丙基]四硫化物(Si69)與脂肪醇聚氧乙烯醚9反應制備M-Si69，并采用FTIR、1HNMR、LC-MS對M-Si69進行結構表征。然后將M

3、-Si69用于水相濕法絮凝母膠，發(fā)現(xiàn)M-Si69能夠實現(xiàn)對白炭黑的改性和實現(xiàn)白炭黑與天然膠乳無損絮凝共沉降。
　　利用原位干法和水相濕法兩種混煉工藝，將M-Si69應用于白炭黑/天然膠復合材料體系中。通過對比分析兩種不同的制備工藝，證實了濕法復合技術相較原位干法混煉技術工藝簡單、綠色環(huán)保、省時節(jié)能，且白炭黑的分散更均勻。論文同時對比了同等份數(shù)的M-Si69與Si69原位干法工藝制備的白炭黑/天然膠復合材料的性能。本論文還對比了原位

4、干法工藝和水相濕法工藝條件下，M-Si69的用量對白炭黑/NR復合材料體系制品性能的影響。確定了干法和濕法工藝條件下M-Si69的最佳用量分別為10phr和7.5phr。
　　碳納米管可用做功能性填料，但由于碳納米管材料表面光滑呈惰性，與橡膠基體的界面結合弱，制約了碳納米管在納米復合材料中性能的發(fā)揮。本部分課題通過同江蘇第一元素公司合作制備了一種新型的表面粗?；奶技{米管(CNTr)，首次將這種新型表面結構的碳納米管用于丁苯橡膠體