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1、 20142014 届毕业论文届毕业论文偶联剂原位改性白炭黑/NR 的制备及性能研究院 、 部： 材料与化学工程学院学生姓名： 张进泉 指导教师： 李艳花 职称 助教 专 业： 高分子材料与工程 班 级： 高本 1001 完成时间： 2014 年 5 月 摘 要白炭黑是橡胶最主要的白色透明补强剂，但是因为白炭黑表面具有亲水性硅醇基团，使得其与烃类橡胶的相容性比炭黑差。因为白炭黑分散性能较差，容易发生团聚，故而填充大量白炭黑会使得胶料的定伸应力达不到较好的效果，而且填充后的橡胶的压缩变形和磨耗及加工性能都比炭黑要差。偶联剂 Si69 的加入，能够降低白炭黑胶料的粘度并改善加工性能，提高硫化胶的力
2、学性能。但由于 Si69 改性白炭黑填充仍存在许多问题，Si69 的分子量大，在混炼过程中需要较长的时间和较高的温度才能与白炭黑充分反应。本论文选用了 Si69 作为改性剂，探讨了在高温密炼机上制备白炭黑原位改性天然橡胶的工艺。研究了:偶联剂 Si69 的不同用量对白炭黑增强天然橡胶 NR 胶料的性能的影响；与常规开炼机混炼改性的天然橡胶 NR 进行了力学性能的比较；对原位增强改性后的天然橡胶 NR 的结构、填料和聚合物之间的相互作用以及白炭黑在天然橡胶 NR 基体中的分散情况等进行了研究。结果表明：偶联剂 Si69 不仅能够提高白炭黑填充天然橡胶 NR 的性能，而且当偶联剂 Si69 的用量
3、与天然橡胶的用量为 4:100（质量比）是，效果最佳。关键字：天然橡胶 NR；白炭黑；硅烷偶联剂 Si69IIIABSTRACTSilica is the main white transparent rubber reinforcing agent. However, because the silicas surface has hydrophilicity silanol groups, its compatibility with the hydrocarbon rubber is inferior to carbon black. Because of poor dispersion
4、 of silica so it tends to to agglomeration easily, and therefore filled a lot of white carbon black in it will make the rubber compound modulus reach bad results , what is more,after filling the rubbers compression and processing performance is worse than carbon black .But coupling agent Si69 capabl
5、e of reducing the viscosity of the silica gel material and improve the processing performance , improve the mechanical properties of vulcanized rubber.But Si69 modified silica-filled rubber still has a lot of problems, such as the large molecular weight. In this paper, I chose the silane coupling ag
6、ent Si69 as a modifier, discussed the process for improving the modified and natural rubber silica with high temperature in the mixer. Discussed :the coupling agent Si69s different impact on reinforcing natural rubbers NR compound performance; Mechanical properties compare between natural rubber and
7、 NR in conventional open mill mixing; Researches between the filler and the polymer matrix of natural rubber NR dispersion interactions and situ silica modified natural rubber NR structure. The results showed that: a coupling agent Si69 silica filler can not only improve the performance of natural r
8、ubber, NR, and when the amount of the amount of coupling agent Si69 natural rubber is 4:100 (mass ratio) is best.Keywords: Natural rubber NR；Silica；Silane coupling agentSi69III目录 摘 要 .IABSTRACT .II目录 .III1 绪 论 .11.1 Si69 原位改性白炭黑增强 NR 的研究综述 .11.1.1 Si69 原位改性白炭黑增强 NR 的基本性质与应用发展.11.2 原位改性白炭黑增强天然橡胶 NR 的
9、原材料.11.2.1 天然橡胶 NR.11.2.2 白炭黑 .21.2.3 硅烷偶联剂 .21.2.4 氧化锌 .31.2.5 硬脂酸 .31.2.6 橡胶硫化促进剂 .31.2.7 防老剂 .41.2.8 硫化剂-升华硫 .41.3 本课题研究的目的及意义.41.3.1 本课题的研究目的和意义 .42 实验部分 .52.1 实验原料及仪器.52.1.1 实验原料 .52.1.2 实验配方 .62.1.3 实验仪器 .62.2 实验样品制备.72.2.1 白炭黑/Si69 接枝共聚物的制备.72.2.2 Si69 接枝天然橡胶 NR 的制备 .72.2.3 白炭黑接枝天然橡胶 NR 的制备 .
10、72.2.4 Si69 改性白炭黑增强天然橡胶 NR 的样品的制备.82.3 测试与分析.92.3.1 扭矩/时间测试.9IV2.3.2 红外光谱测试 .92.3.3 洛氏硬度测试 .92.3.4 拉伸性能测试 .103 实验结果与讨论 .113.1 白炭黑与偶联剂 Si69 的性分析.113.1.1 抽提分析.113.1.2 扭矩变化测试结果与分析.113.1.3 红外光谱结果与分析.123.2 天然橡胶 NR 与偶联剂 Si69 的反应性分析.133.2.1 扭矩变化测试结果与分析.133.3 天然橡胶 NR 与白炭黑/偶联剂 Si69 的交联性能分析.133.3.1 扭矩变化测试结果与分析.133.3.2 红外光谱结果与分析.
