編號：FTJS106670
篇名：加工工藝對聚異戊二烯類橡膠炭黑分散性與力學(xué)性能的影響
作者：馮雪陽 王玉閣 賀天成 王珂 潘立佳 陳思源 尹園 孫洪國 鄭雅芳 衛(wèi)來 孫昭艷
關(guān)鍵詞： 聚異戊二烯類橡膠 炭黑分散 加工響應(yīng) 力學(xué)性能
機(jī)構(gòu)： 伊犁師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 天然橡膠、異戊橡膠和仿生橡膠的主要成分均為順-1,4-聚異戊二烯,但在蛋白質(zhì)和磷脂等成分上存在一定差異.這些差異可能會導(dǎo)致橡膠對混煉工藝的響應(yīng)不同,使填料在橡膠中的分散性產(chǎn)生差異,進(jìn)而影響硫化膠的動靜態(tài)性能.為了探究聚異戊二烯類橡膠在不同混煉工藝下的填料分散性和膠料力學(xué)性能變化規(guī)律,本文以N220炭黑為填料,研究了天然橡膠,、異戊橡膠和仿生橡膠這3種聚異戊二烯類橡膠在4種加工工藝下的炭黑分散性和動靜態(tài)性能.研究結(jié)果表明,天然橡膠和異戊橡膠的填料分散性和力學(xué)性能對炭黑混入時間的響應(yīng)程度更強(qiáng),而仿生橡膠響應(yīng)較弱.隨著炭黑混入時間的延長,天然橡膠和異戊橡膠的平均聚集體粒徑分別從約22和19μm下降到約9μm,下降程度較明顯,動靜態(tài)性能得到提升;而相同工藝條件下仿生橡膠的平均聚集體粒徑從約20μm下降到約16μm,且炭黑分散狀態(tài)較差.另一方面,仿生橡膠對塑煉時間響應(yīng)更加敏感,延長塑煉時間能夠顯著降低炭黑的平均聚集體粒徑并提升橡膠的伸張疲勞性能.為此,本文設(shè)計(jì)了較長時間(6 min)塑煉結(jié)合混煉的工藝,進(jìn)一步提升了仿生橡膠的伸張疲勞性能.為了明晰仿生橡膠對混煉和塑煉工藝響應(yīng)性產(chǎn)生差異的原因,探究了不同加工工藝條件下仿生橡膠門尼黏度和分子量的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)適中的分子量以及較窄的分子量分布有利于提升膠料的伸張疲勞性能.
