环氧天然橡胶接枝改性白炭黑的研讨.pdf

2006年 刘吉文等环氧天然橡胶接枝改性白炭黑的研究 181 环氧天然橡胶接枝改性白炭黑的研究 刘吉文．许海燕。吴驰飞。 (华东理工大学材料科学与工程学院高分子合金研究室，上海200237) 摘要：对使用非硅烷偶联剂改性的白炭黑在天然橡胶中的应用进行了研究，提出了一种新的白炭黑改性方 法。基于白炭黑硅羟基与环氧基团的反应性，在HAAKE内利用高温高剪切作用，实现了环氧天然橡胶对白 炭黑的固态原位接枝，制备出了高分散，增强性能优异的疏水型白炭黑。利用DSC测试结果确定了环氧天然 橡胶与白炭黑的反应温度。FT—IR结果表明，环氧天然橡胶与白炭黑确实发生了反应． 关键词：白炭黑；环氧天然橡胶I改性 白炭黑作为在橡胶中增强性最好的白色无机 开放实验室提。 填料已经广泛应用于各种橡胶制品中，但是，白炭 1．2 ENR改性白炭黑的制备 黑用于补强橡胶时，因其极性较强，存在加工困 自炭黑在100℃下干燥24h，然后按一定比例 难，补强性能差的问题[1]。为了改善白炭黑的加 (质量百分比)称取白炭黑和ENR，在Haake转 工性能和补强性能，人们进行了大量的有关白炭 矩流变仪中制备环氧天然橡胶改性的白炭黑。具 黑表面改性的探索。当前，对于白炭黑改性的研 体步骤如下： 究，最多的是使用双官能团的硅烷偶联剂。如硅 先将HAAKE流变仪升温至170℃，然后投 烷TESPT、硅烷TESPD、硅烷NXT等，已经被 广泛应用于白炭黑填充的橡胶体系。这类偶联剂 制得ENR改性白炭黑(G—Sil)。 虽能降低含白炭黑胶料的牯度并改善加工性能， 1．3 表征 提高硫化胶的力学性能，但也存在着要严格控温， 1．3．1DSC分析 混炼时间长，需要3—6段的混炼，胶料气孔率较 利用差示扫描量热仪(DSC)分析白炭黑与 高等问题，而且容易出现胶料焦烧产生次品等缺 ENR的反应，确定对白炭黑进行改性的适宜温 陷[2矗]。所以，寻找非硅烷偶联剂改性白炭黑的 方法具有十分重要的意义。 PC200DSC，由常温到250℃的范围内进行扫描， 本文提出了一种聚合物接枝改性白炭黑的新 升温速率为10℃／min。 方法：选取能与白炭黑形成共价键的环氧天然橡 1．3．2FT—IR测试 胶为改性剂，在HAAKE流变仪内，利用高温高 剪切作用实现环氧天然橡胶对白炭黑的固态原位 的Paragonl000型红外光谱仪测定的。采用透射 接枝改性。并分别进行了DSC、FT—IR以及 模式，白炭黑与溴化钾按1：100的比例研磨，压片 TGA测试分析。 后测试。 1．3．3TGA测试 1实验部分 白炭黑的热重曲线是用美国Perkin—Elmer 1．1实验原料 公司的TGA7热重分析仪测定。测定范围从室 白炭黑(Sil)：Sill70，比表面积170m2／g，上 温到800℃，升温速率为10C／min，通氮气保护。 海久琛精细化工有限公司提供；环氧天然橡胶 2结果与讨论 (ENR)：环氧度50％，农业部天然橡胶加工重点 2．1 DSC分析 作者简介：吴驰飞，男，教授，从事的研究领域为高分子物理 据文献报道，白炭黑表面的硅羟基呈酸性，羟 和高分子材料、复合材料及纺织、化工．