微晶纤维素复合材料的性能研究.pdfVIP

第25卷 第4期 广东石油化工学院学报 V01．25 No．4 2015年 8月 JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology August2015 天然橡胶 ／--氧化硅 ／微晶纤维素复合材料的性能研究 麦东东 (广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名 525000) 摘要：以微晶纤维素(MCC)作为填料部分替代二氧化硅制备了NR／SiO2／MCC复合材料。结果表明，MCC对天然橡胶有较好 的补强作用 ，NR／Si02／MCC复合材料的300％定伸应力、拉伸强度明显优于相同填料份数的NR／SiO~复合材料。扫描电镜表 明，加入 MCC后，NR／SiO2／MCC复合材料的拉伸断面出现 “瓣膜”状特殊结构。DMA分析表明，NR／Si02／MCC复合材料的抗 湿滑性能基本不变 ，而滚动阻力则下降。热空气老化实验表明，NR／Si02／MCC复合材料的耐热氧老化性能有所提高。热重 分析表明，NR／Si02／MCC复合材料的热稳定性有所降低。 关键词 ：天然橡胶；微晶纤维素；二氧化硅 ；复合材料 中图分类号：TB332 文献标识码 ：A 文章编号：2095—2562(2015)04—0067—40 纤维素是一种天然高分子，它是地球上来源最广泛、可再生的天然资源，具有价廉、可降解、对环境不 产生污染等特点，包含了无定形区和晶区，结晶纤维素与无定形纤维素及纤维素本身相比强度和硬度更 高。微晶纤维素(Microcrystallinecellulose，MCC)是通过天然纤维素经稀酸水解方法制得的具有短棒状几何 结构和高比表面积的一种天然结晶纤维素 。]，现在已广泛应用于各个工业领域，特别是在医药工业中作 为填充剂和缓释剂。与玻璃纤维、白炭黑和炭黑相比，微晶纤维素作为一种补强填料，具有价格低、密度 小、易获得、对机器磨损小、可回收利用和可生物降解的优点。目前国内外研究者对微晶纤维素在聚合物 基复合材料中的应用进行了许多研究，利用微晶纤维素较炭黑、白炭黑等无机填料轻的特点，部分取代炭黑 或白炭黑，作为橡胶的新型补强填料，对于橡胶材料的高性能化和功能化具有十分重要的意义b ]。 本文研究了微晶纤维素、二氧化硅并用体系对天然橡胶物理机械性能、动态力学性能、热空气老化性 能以及热性能的影响。 1 实验 1．1 主要原材料 天然橡胶胶乳：固体质量分数60．1％，泰国产，广州市第十一橡胶厂；微晶纤维素(MCC)：市售；二氧化 硅 ：德国Degussao 1．2 试样制备 基本配方：NR100份 ；MCC变量 ；二氧化硅变量 ；ZnO5份；硬脂酸 2份 ；促进剂 Tr1．0份 ；促进剂DM 0．5份；防老剂4010NA1．5份；硫磺 2份。硫化条件为：150oC×to90。 NR／SiO2／MCC复合材料的制备：用去离子水将天然胶乳稀释至40％，按一定比例与 si02、MCC的水分 散液混合，80cc下搅拌 1．5h，用质量分数为5％的CaC12水溶液破乳沉淀，滤去水分，产物用 自来水洗涤 3 — 4次，于85℃下干燥至恒重，即得NR／SiO2／MCC复合材料。 NR／Si02／MCC复合材料硫化胶的制备：将 NR／SiO2／MCC复合材料按上述配方在开炼机上依次加入活 收稿 日期：2015—05—27；修 回日期：0215—07—15 ． 基金项 目：广东石油化工学院自然科学研究项 目资助 (511oo3) 作者简介：麦东东(1983～)，男，广东茂名人，硕士，讲师，主要从事橡胶纳米复合材料的制备、结构与性能研究。 68 广东石油化工学院学报 2015正 性剂、促进剂、防老剂、硫磺进行混炼。胶料停放24h后，用平板硫化机在正硫化条件下制备硫化胶试样。 1．3 性能测试与表征 硫化胶的拉伸强度按GB／T528—1998标准，撕裂强度按GB／T529～1999标准，以500mm／min的拉伸速 率在U—CAN公司UT一2060型拉力试验机上进行。ShoreA型硬度按 GB／T531—1999