EPDM复合材料微观形态与动态力学性能的关系-北京化工大学学报.PDFVIP

第 31 卷 第 6 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol. 31 , No. 6 2004 年 JOURNAL OF BEIJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY 2004 SiO / EPDM 复合材料微观形态与动态力学性能的关系 2 林 　桂 　钱燕超 　吴友平 　田 　明 　刘 　力 　张立群 (北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室 ,北京 　100029) 摘 　要 : 利用 DM TA 方法研究了分散剂、硅烷偶联剂以及二者并用对二氧化硅增强乙丙橡胶复合材料动态力学性 能的影响 ,采用扫描电镜和橡胶加工分析仪测试了填料在橡胶基体中的分散和填料在基体中形成的填料网络结 构 ,利用结合胶测试研究了复合材料中填料橡胶之间的相互作用程度。实验结果表明 :按照空白样和采用分散剂、 硅烷偶联剂、分散剂 + 硅烷偶联剂对 SiO2 进行表面处理 ,填料在橡胶基体中的分散程度提高 ,填料填料的相互作 用逐渐弱化 ,填料网络结构逐渐减弱 ,橡胶复合材料在低应变下的储能模量逐渐降低 ,抗滚动阻力性能逐渐提高。 同时 ,结合胶含量逐渐提高 ,玻璃化转变峰逐渐变宽 ,复合材料的抗湿滑性能逐步提高。分散剂与硅烷偶联剂并用 改性二氧化硅对橡胶复合材料性能提高有协同作用。 关键词 : 分散剂 ; 硅烷偶联剂 ; 二氧化硅 ; 动态力学性能 ; 填料填料相互作用 ; 填料橡胶相互作用 ; 结合胶 中图分类号: TQ3344 　　二氧化硅具有可大幅度降低胎面滚动阻力又保 征 ,又不能有效增强纳米二氧化硅与橡胶之间的化 持较好的牵引性能、耐久性、胎面耐磨性等特性 ,被 学结合。因此提出利用分散剂提高填料分散 , 同时 看作第二大类填料广泛应用于轮胎工业中[14 ] 。然 利用硅烷偶联剂提高填料与聚合物间的相互作用来 ( 提高聚合物复合材料的性能。分散剂及其与硅烷偶 而 ,沉淀法二氧化硅属于纳米填料 ,其颗粒微细 原 生粒子尺寸 20～50 nm) ,表面富含硅羟基等极性高 联剂并用改性对橡胶复合材料的动态力学性能影响 的基团 ,表面能高 , 自身团聚性很强。未经表面处理 的研究尚未见报导。 的二氧化硅往往以絮凝体的形态存在于橡胶基体 本文研究了脂肪类分散剂和硅烷偶联剂并用对 中 ,不能充分发挥对橡胶的增强作用。 二氧化硅增强橡胶复合材料动态力学性能的影响 , S. S. Choi 等[23 ] 采用添加聚氯丁二烯、丙烯酸 考察了二氧化硅在橡胶中的分散、填料填料相互作 丁二烯共聚物等极性橡胶于二氧化硅/ 天然橡胶/ 丁 用、填料橡胶相互作用 ,分析了填料分散性与复合 苯橡胶体系中以提高二氧化硅的分散。发现橡胶极 材料动态性能间的相互关系 ,期望对具有高抗湿滑 性越高 ,提高分散的效果越明显。宁凯军等[4 ] 采用 性、低滚动阻力的绿色轮胎等制品的生产有所裨益。 丁腈橡胶改善了天然橡胶/ 顺丁橡胶体系中的分散 1 　实验部分 性 ,提高了结合胶 ,从而改善了抗湿滑性和滚动阻力 等动态性能。硅烷偶联剂通过化学改性可以有效地 11 　原材料 ( ) 提高二氧化硅表面和聚合物之间的相互作用 ,从而 乙丙橡胶 EPDM ,牌号 EP33 , 日本J SR 株式 [1 ]