固相法改性淀粉／炭黑／丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究.pdfVIP

研 究 ·开发 弹性C体HIN，20A13～E12L—A25ST，203M(6)ER：1I～CS6 固相法改性淀粉 ／炭黑／丁苯橡胶复合材料 的制备与性能研究* 谢 东 。，陈东城 ，古 菊 ，贾德民H (1．华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 5J0640；2．广东省工业技术研究院生物工程研究所 广东省 甘蔗改 良与生物炼制重点实验室，广东 广州 510316) 摘 要：采用固相法制备 了淀粉接枝马来酸 酐(MAH)和丙烯酸丁酯 (BA)的共聚物 Starch-g MAH／BA(SMB)。采用机械共混法用 15phr的改性淀粉 (SMB)代替等量的炭黑 (CB)，制备 了改性淀 粉 ／炭黑／丁苯橡胶复合材料 (SMB／CB／SBR)，研究了复合材料的力学性能、热氧老化性能、动态力学性 能以及微观形态。结果表明，SMB／CB／SBR复合材料的力学性能优于未改性淀粉 ／CB／SBR复合材料， 拉伸强度及扯断伸长率等性能优于SBR／CB复合材料；且SMB／CB／SBR复合材料具有更好的耐热氧老 化性能；与SBR／CB复合材料相比，SMB／CB／SBR复合材料具有更低的滚动阻力；微观形态显示，淀粉 经改性后粒子尺寸减小，在SBR基体中的分散性得到改善，与SBR基体的相容性得到提高。 关键词：淀粉；固相法；接枝改性；炭黑；丁苯橡胶 中图分类号：TQ333．1 文献标识码：A 文章编号：1005—3174(2013)06—0001—06 淀粉作为一种广泛存在的天然资源，具有来 (BA)，然后将 接枝产物 Starch—g—MAH／BA 源广泛、价廉、可再生和无污染等特点，并以其优 (SMB)与丁苯橡胶 (SBR)以及 CB进行混炼，制 异的生物降解性能在高分子材料方面越来越受到 备了接枝淀粉 ／CB／SBR (SMB／CB／SBR)复合材 青睐。将淀粉用于橡胶中，制备的轮胎具有 “三低 料。与传统的液相法改性淀粉相比，用固相法改 一 省”的优点，即滚动阻力低、生热低、CO 排放 性淀粉制备的复合材料工艺简单，制备过程简便， 量低、产品生产及使用过程节省能量。目前虽然 后处理过程复杂程度降低，有利于工业化生产。 炭黑(cB)仍然是橡胶工业中不可替代的一种增 1 实验部分 强剂，但是随着石化资源的日益枯竭和环境问题 的日趋严重，这种主要通过天然气和石油制备的 1．1 原料 橡胶补强剂必将被新的可再生的材料所代替。近 玉米淀粉：工业品，河北省赵县潘园淀粉有限 年来，有关改性淀粉对橡胶的补强作用方面的研 公司；MAH：分析纯，天津市化学试剂厂；苯 乙 究正成为高分子材料科学的一个研究热点，将淀 烯：分析纯，天津市大茂化学试剂厂；过硫酸铵：分 粉用作橡胶的填充剂，取代或者部分取代 CB的 析纯，天津市福晨化学试剂厂；问苯二酚和六次甲 作用，无疑能够在节约石化能源、降低成本的同时 基四胺络合物 (二者物质的量 比为 1：1)(RH)： 使制备出来的复合材料具有低的滚动阻力，从而 工业品，江苏国立化工科技有限公司；乙酸乙酯： 达到节能环保的目的¨】 。 分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；BA：分析 本研究采用固相法对淀粉进行接枝改性，在 纯，天津市大茂化学试剂厂；硫磺、硬脂酸、氧化 淀粉分子上接枝马来酸酐 (MAH)、丙烯酸丁酯 锌、促进剂 CZ、促进剂DM、防老剂4010NA等均 为橡胶工业用