NR炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研讨.pdf

中文摘要 NR／炭黑复合材料炭黑分散性与动态性能的关系研究 摘要 Payne效应是填充胶料的模量随应变振幅的增大而呈非线性下降的现象。对 Payne效应的机理的解释有很多，其中以填料一填料网络破坏最具代表，可用低振 幅下的弹性模量与高振幅下的模量差反映胶料中填料．填料相互作用大小。有一些 研究者还以此来表征胶料中填料的分散性，这是在忽略橡胶分子量影响的前提下 得出的。实际上橡胶分子链在振幅增大过程中会发生解缠结、取向等过程，对弹 性模量变化亦会产生影响。本论文旨在控制橡胶分子量相同的情况下，改变填料 的分散性，研究填料分散性与Payne效应的关系。 本文采用乳液共沉法制备橡胶分子量相同，填料分散性不同的NR／炭黑复合 SIZER 材料。通过热失重分析(TGA)、门尼粘度计、ZETANano．ZS90粒径分 析仪、扫描电镜(SEM)、RPA2000等测试表征手段，考察复合材料中炭黑分散 性及其对胶料动态性能与填料网络的影响，探寻炭黑分散性与Payne效应的关系， 来描述炭黑分散性与填料．填料相互作用的关系。 (1)对天然橡胶生胶及纯胶硫化胶，用RPA2000进行形变、温度和频率扫 描。结果表明：对天然橡胶生胶及混炼胶硫化得到的纯胶硫化胶，随薄通不同次 数增多，其弹性模量随应变振幅的增大均呈现非线性下降的现象，且生胶或混炼 胶的薄通次数增多(分子量减小)，低形变下的弹性模量逐渐下降，表明橡胶分子 量大小对胶料弹性模量有影响：分子量减小，弹性模量降低。 (2)采用乳液共沉法制备橡胶分子量相同、炭黑分散性不同的NR／炭黑复合 材料，并应用扫描电镜、门尼粘度计、RPA2000等测试仪器对其进行测试表征。 结果表明NR／炭黑复合材料中，随着炭黑分散性升高，胶料的门尼粘度增大；不 同炭黑分散性胶料的弹性模量随应变振幅的增大均呈非线性下降，且随着炭黑分 散性的升高，低应变下的弹性模量逐渐降低，表明胶料中炭黑分散性对胶料弹性 模量有影响；胶料中炭黑分散性升高，弹性模量降低。 (3)采用乳液共沉法制备橡胶分子量相同、炭黑含量不同的NR／炭黑复合材 料，并应用炭黑分散度仪、扫描电镜、门尼粘度计、RPA2000等测试仪器对其进 行表征。结果表明NR／炭黑复合材料中，随着炭黑含量的增加，胶料的炭黑分散 性降低，门尼粘度增大；不同炭黑含量胶料的弹性模量随应变振幅的增大均呈非 万方数据 中文摘要 线性下降；随炭黑含量的增加，胶料中炭黑分散性下降，低应变下的弹性模量逐 渐增大，Payne效应增大。 关键词：天然胶乳乳液共沉法复合材料炭黑分散性Payne效应 II 万方数据 ABSTRACT ——————————————————————————————————————————一 BETWEEN RELATIONSHIP ONTHE STUDY IN PAYNEEFFECT AND FILLERDISPERSION COMPOSITES BLACK NR／CA