SiO_2_EPDM复合材料微观形态与动态力学性能的关系_林桂
EPDM共混物的相形态-流变-泡孔结构关系研究的开题报告
PP/EPDM共混物的相形态-流变-泡孔结构关系研究
的开题报告
一、研究背景
PP/EPDM共混物是一种广泛应用于汽车、电子、机械等领域的高分子材料。
由于其优异的物理性能和化学稳定性，该材料已成为现代工业必不可少的材料之一。
然而，PP/EPDM共混物在加工过程中常常会出现泡孔现象，严重影响其性能和品质。
因此，深入研究PP/EPDM共混物的相形态、流变性能和泡孔结构之间的关系，对于优化材料的加工工艺和改善产品品质具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在揭示PP/EPDM共混物的相形态、流变性能和泡孔结构之间的关系，探究影响泡孔发生的主要因素，为优化材料的加工工艺和改善产品品质提供理论和实践依据。
三、研究内容和方法
1.相形态分析：利用小角X射线散射（SAXS）、透射电子显微镜（TEM）等技术研究PP/EPDM共混物的相结构形态和分布规律。
2.流变性能测试：使用旋转流变仪考察PP/EPDM共混物的流动性能和黏弹性质。
3.泡孔结构观察：采用显微镜等工具观察PP/EPDM共混物的内部泡孔结构，并通过热分析、水分析等技术对泡孔的形成机制进行分析。
四、预期结果与意义
通过对PP/EPDM共混物的相形态、流变性能和泡孔结构进行研究，我们预期能够揭示不同相结构和配比对泡孔形成和分布的影响，为优化材料的配方提供理论指导。
同时，本研究可为PP/EPDM共混物的加工工
艺和产品品质改善提供重要的实践依据，对于推动该材料的应用发展具有重要的意义。
硅烷化纳米二氧化硅填料补强橡胶的动态性能测定03
硅烷化纳米二氧化硅填料补强橡胶的动态性能测定王进译，杨柳校（株洲时代新材料科技股份有限公司，412007）虽然静态力学性能对轮胎的使用寿命起了重要作用，但是对动态性能也要有足够的重视注意。
事实上，随着轮胎磨损，其性能就像一枚硬币的两面。
把填料加入聚合物体系中会引起动态性能相当大的变化，不仅是动态模量，包括粘性（损耗）模量和弹性（存储）模量，还有它们的比值（(tanδ），这与动态变形时消失的部分能量有关 (ref.1)。
在实践中，橡胶产品在动态应变时的能量损耗具有重要意义，例如，在振动架和汽车轮胎中，它对这些产品，如前者的热量产生和疲劳寿命，后者的滚动阻力，牵引和抗湿滑力等使用性能有影响。
事实上，就轮胎的应用而言，可以非常确定的是，聚合物反复的应变归因于转动和制动可以近似认为是在不同温度和频率下的恒定的能量输出过程(refs. 2-4)例如，滚动阻力与整个轮胎的运动有关，相当于在10-100Hz的频率和50-80℃的温度下的变形(ref. 1)。
至于打滑或湿的抓地力，应力产生于路面和橡胶表面的运动，或靠近胎面的表面。
频率大约为104-107Hz，温度为室温(refs. 3-4)。
因此，可以明显看出，在不同频率和温度下的聚合物任何动态改变的迟滞都会改变轮胎的性能。
由于轮胎在某些高频率下的性能无法测定，可以根据时－温等效原则，在较低的温度下将频率降到可测量的水平（1Hz），尽管在硫化产品中，建立弹性（储能）模量主曲线的移位因子与粘性（损耗）模量的不尽相同（ref.5），因此tan &也是如此。
然而，根据时－温等效原则，可以实验性的构建每个特性的主曲线。
Ansarifar等(refs. 6-12)对硅烷化预处理过的沉淀法纳米二氧化硅填料进行了深入研究。
根据他的论文，硅烷偶联剂（在此是双-(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷,TESPT）预处理沉淀法纳米二氧化硅填料（图1，2）是一种有力的补强剂，它比包括炭黑在内的其他补强剂更能改进橡胶的物理性能和动态性能。
PP_EPDM_玻璃微珠复合材料动态力学性能的研究
PP/EPDM/玻璃微珠复合材料动态力学性能的研究*梁基照(华南理工大学工业装备与控制工程系,广州 510641)摘要 应用动态力学分析仪,考察了玻璃微珠表面处理及其体积分数对PP/E PDM /玻璃微珠复合材料动态力学性能的影响。
结果表明,PP/EPDM /用硅烷偶联剂CP -03作表面处理的玻璃微珠(B1)和PP/EPDM /未作表面处理的玻璃微珠(B2)复合材料的储能模量E c c 和损耗模量E c d 均随玻璃微珠体积分数U g 的增大而呈非线性的增大;在相同条件下,PP/EPDM /B1复合材料的E c c 值大于PP/EPDM /B2复合材料,而两复合材料的E c d 值相近;随着U g 的增大,PP/EPDM /B1复合材料的损耗因子tan D 减小,PP/EPDM /B2复合材料的tan D 增大;两复合材料的玻璃化转变温度T g 均呈不规则的变化。
关键词 PP,EPDM ,玻璃微珠,复合材料,动态力学性能PP 具有价格低廉、加工性能和力学性能好等优点,是目前世界年消耗量最大的塑料之一。
但PP 在室温和低温条件下抗冲击性能差,因此其增韧就成为改性的重点。
在PP 中掺入适量的橡胶虽然可以显著改善其抗冲击性能,但又造成它的其它力学性能,如刚度、拉伸强度等急剧下降,因而同时增韧和增强PP 是当今材料研究的热点之一。
一些研究者在PP/橡胶共混物中掺入硬质无机粒子以提高其刚度和强度,取得了一定成效[1~6]。
这些研究还表明,复合材料的力学性能在相当程度上取决于无机粒子与基体间的界面粘合状况和形态结构[7]。
本课题考察了玻璃微珠表面处理及其体积分数对PP/EPDM/玻璃微珠复合材料动态力学性能的影响。
1 实验111 主要原材料PP,通用级粒料,商品名Himont Ò,牌号Pro -fax 6331,密度 0190M g #m -3,熔融流动指数 112g #min -1,台湾福聚股份公司产品。
三元乙丙橡胶硅橡胶交替多层复合材料的制备与性能
加工·应用 合成橡胶工业，２０２０－１１－１５，４３（６）：４７７～４８１ＣＨＩＮＡＳＹＮＴＨＥＴＩＣＲＵＢＢＥＲＩＮＤＵＳＴＲＹ三元乙丙橡胶／硅橡胶交替多层复合材料的制备与性能贺 婉，张风顺，罗世凯（中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳６２１９００） 摘要：采用多层共挤出工艺制备了三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）／甲基乙烯基硅橡胶（ＭＶＱ）交替多层复合材料，并与二者共混材料从形貌结构、拉伸性能及抗压缩性能等方面进行了比较。
结果表明，ＥＰＤＭ／ＭＶＱ交替多层复合材料具有规整的层状结构，共混材料则具有典型的无规海岛结构，其中ＥＰＤＭ为连续相，ＭＶＱ为分散相。
在拉伸作用下，共混材料断面较平滑，而交替多层复合材料则出现分层断裂及层界面剥离现象。
交替多层复合材料的拉伸强度和扯断伸长率均优于共混材料，且随着层数的增加，拉伸强度增大，抗压缩性能增强。
此外，随着温度的升高，交替多层复合材料的拉伸强度逐渐降低，且交替多层复合材料在宽温度范围内都具有良好的抗压缩性能。
关键词：三元乙丙橡胶；硅橡胶；多层共挤出工艺；交替多层结构；复合材料；力学性能；抗压缩性能 中图分类号：ＴＱ３３３．４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００－１２５５（２０２０）０６－０４７７－０５ 三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）具有机械强度高、抗压缩性能好的优点，但耐热性能较差，当环境温度高于１５０℃时便会加速分解，使其应用范围受到限制。
而甲基乙烯基硅橡胶（ＭＶＱ）具有良好的热稳定性和耐温性能，但其力学性能较差。
将ＥＰＤＭ和硅橡胶并用不仅能够使二者优势互补，而且还能够节约成本，但常用的制备方法仅局限于简单共混［１－４］，制得的共混橡胶为无规结构，性能的调控和提升非常有限。
多层结构具有二维双连续结构，从而赋予材料丰富的层界面、交替周期性排布等优点，例如，郭少云等［５］采用交替多层共挤出技术层倍增原理，对聚合物熔体进行切割和叠合，制备了数十甚至上千层的交替多层复合材料。
EPDM复合材料的性能研究
石墨／炭黑／ＥＰＤＭ复合材料的性能研究翟俊学董凌波赵树高青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室／山东省橡塑材料与工程重点实验室，山东青岛 ２６６０４２ 摘要：研究石墨／炭黑／ＥＰＤＭ复合材料的物理性能、动态力学性能和导电性能。
结果表明：石墨对炭黑填充ＥＰ－ＤＭ复合材料具有补强作用，并显著提高其导电性能；石墨／炭黑／ＥＰＤＭ复合材料的电导率－压力曲线表现出“山峰”形变化趋势，升高温度或增大石墨用量时该峰向低压力区移动；石墨用量越大，复合材料电导率的温度依赖性越强，石墨粒子滑移引起的转变温度越低。
ＥＰ ＤＭ；石墨；炭黑；复合材料；物理性能；导电性能ＴＱ３３３．４ ；ＴＱ３３０．３８＋１／＋３Ａ１０００－８９０Ｘ（２０１１） １０－０５９１－０５ 作者简介：翟俊学（１９７６－），男，山东章丘人，青岛科技大学在读博士研究生，主要从事高分子结构与性能、橡胶材料加工等研究。
会释应的ε趋势。
＠＠［１］徐秀娟，秦金贵，李振．石墨烯研究进展［Ｊ］．化学进展，２００９， ２１（１２）：２５５９－２５６７．＠＠［２］ Ｎｏｖｏｓｅｌｏｖ Ｋ Ｓ，Ｇｅｉｍ Ａ Ｋ， Ｆｉｒｓｏｖ Ａ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ Ａｔｏｍｉｃａｌｌｙ Ｔｈｉｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｌｍｓ ［ Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００４， ３０６（５６９６） ：６６６－６６９．＠＠［３］许晶玮，庞浩，胡美龙．高分子／石墨复合材料的制备与导电 性能的研究进展［Ｊ］．化学通报，２００７，７０（８） ：５７７－５８１．＠＠［４］史俊红，杨建，田明，等．超细石墨／ＨＮＢＲ复合材料的性能研 究［Ｊ］．橡胶工业，２００８，５５（３）：１４６－１４９．＠＠［５］黄琨，黄渝鸿，郭静，等．三元乙丙橡胶／膨胀石墨复合材料 的制备及其性能研究分析［Ｊ］．化工新型材料，２００８，３６ （６）：２１－２９．＠＠［６］宋义虎，郑强，益小苏，等．高密度聚乙烯／石墨半导体复合物 的压阻特性［Ｊ］．复合材料学报，１９９９，１６（２）：４６－５１．２０１１－０４－０５Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｇｒａｐｈｉｔｅ／Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ／ＥＰＤＭ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ＺＨＡＩ Ｊｕｎ－ｘｕｅ ＤＯＮＧ Ｌｉｎｇ－ｂｏＺＨＡＯ Ｓｈｕ－ｇａｏ石墨/炭黑/EPDM复合材料的性能研究作者：翟俊学， 董凌波， 赵树高， ZHAI Jun-xue， DONG Ling-bo， ZHAO Shu-gao作者单位：青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室,山东青岛,266042刊名：橡胶工业英文刊名：China Rubber Industry年，卷(期)：2011,58(10)本文链接：/Periodical_xjgy201110003.aspx。
纤维和SiO_2填料对EPDM绝热材料烧蚀性能影响的实验研究
ＳＯ 填料对炭层形成及 结构状 态的影响 ， ｉ 了解其抗烧蚀作 用机 理 ， 并为建立 Ｅ Ｄ 烧蚀模型提供 实验 ＰＭ
依据， 文章对 Ｅ Ｄ Ｐ Ｍ基本配方、 无纤维和无 Ｓ ２ Ｅ Ｄ ｉ 的 Ｐ Ｍ配方绝热材料在 实验发动机 中进行 了烧蚀 Ｏ 实验 ， 比较分析 了其炭层 结构特点和 烧蚀 率 ， 出纤 维对炭层 的 固结作 用增 强 了抗 气 流和 粒子 冲刷 能 得 力； Ｏ 在高温下熔融对炭层孔隙具有 包 ｓ ： ｉ 覆和填充作用， 可固结炭层、 缓解高温燃气流渗入 ， 从而起到
烧 蚀 性 能 影 响 的 实 验 研 究
徐 义华 ， 胡春波 李 江 ， ，李 强 王书 贤 ，
（． １西北工业大学 燃烧 、 流动及热结构重点实验室 ，陕西 西安 ７ ０ ７ ； ． 昌航 空大学 ， 昌 ３ ０６ ） １０２ ２ 南 南 ３０ ３
摘
要 ：Ｐ Ｍ 绝热材料 中的纤 维和 ＳＯ ＥＤ ｉ：填料是 影 响其烧 蚀性 能 的重要 成 份 ， 了充分认 识 纤维和 为
收稿 日期 ： ０ － ・３ ２ ９０ １ ０ ６
器、 低速试验段、 收敛 段、 高速试验段 和喷管组成 。 低速 试验 和高 速试验 段 用来对 比不 同燃气 速度下 的 绝热 层 烧 蚀 状 态 ， 速 段 直 径 为 １４ ｍＴ， 速 段 低 ４ ｌ 高 ｌ 内腔为 ３ ｍ× ０ｍ 喷管喉径为 ６ ｍ； ２ｍ ３ ｍ， ８ｍ 所用推 进剂为燃温 ３３０Ｋ 含 Ａ ％的复合推进剂 ， ０ 、 １ ０ １ 其燃 面直 径为 ６ ３ 燃 速 为 ７ ８ｍ ／ ， １０ｍｍ、 ． ｍ＇ 燃气 比热 比 ８
观地反应绝热材料在真实环境下 的烧蚀状态 ， 本文 应用烧蚀试验发动机对 ３种 Ｅ Ｄ Ｐ Ｍ配方进行 了烧蚀 实验 ， 比较其烧蚀状态 、 炭层结构和烧蚀率 的大小 ， 为深入理解纤维和 ＳＯ 对 Ｅ Ｄ ｉ： Ｐ Ｍ在燃气和粒子冲 刷 环境 中的抗 烧 蚀作 用 ， 为 建立 实 际状 态 下 的烧 并
LLDPE_EPDM复合材料高效阻燃体系的研究
LLDPE /EPD M 复合材料高效阻燃体系的研究刘 玲(肇庆学院轻工化学系,肇庆 526061)摘要 以线性低密度聚乙烯(LLDPE )、(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EPDM )为基体,以经表面处理的氢氧化镁[M g(OH )2]为主阻燃剂,微胶囊化红磷和自制阻燃剂S 为核心的复合阻燃剂为阻燃增效剂,制备了阻燃性能优良的LLDPE /EPDM 复合材料。
重点探讨了M g(OH )2与复合阻燃剂的阻燃效果及其对LLDPE /EPD M 复合材料力学性能、加工性能的影响。
结果表明,M g(OH )2与复合阻燃剂并用具有良好的协同效应,当M g(OH )2用量为40份、复合阻燃剂用量为5~7份时,可获得较高的氧指数和垂直燃烧FV -0级的高阻燃性,且材料的加工性能和力学性能较好。
关键词 线性低密度聚乙烯 (乙烯/丙烯/二烯)共聚物 氢氧化镁 复合阻燃剂 阻燃性能线性低密度聚乙烯(LLDPE )质轻、无毒,具有优良的电绝缘性能、力学性能及良好的耐腐蚀性能,而且价格低廉,成型加工容易,因而需求量大[1]。
(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EPDM )是一种综合性能较好的弹性体,其分子主链上不含不饱和键,因此较之其它橡胶具有更好的耐老化性能和更优异的物理化学性能,但是其强度不高[2]。
将LLDPE 和EPDM 按一定的配比共混,所得共混物兼具两者的优点,既保持了较高的拉伸强度和耐候性,又具有一定的高弹性和撕裂强度,可广泛应用于轿车、建筑材料、家用电器和电线电缆等领域。
但是LLDPE 和EPDM 的阻燃性能都很差,易着火并有熔滴,使其在阻燃要求高的场合应用受到限制。
若采用卤系阻燃剂对LLDPE /EPDM 复合材料进行阻燃改性,虽然阻燃效果好,但是该含卤材料在加热分解或燃烧过程中会产生大量有毒和腐蚀性的卤化氢气体及烟雾,对人们的身体健康有害,且腐蚀仪器和设备[3];若只用氢氧化镁[M g(OH )2]阻燃,虽无毒低烟,但添加量大,力学性能损失严重,加工性能变差[4]。
EPDM_氟橡胶的动态硫化
EPDM/氟橡胶的动态硫化周童杰 张祥福 张 勇(上海交通大学高分子材料研究所 200240) 摘要 研究了EPDM硫化体系、硫化剂叔丁基苯酚甲醛树脂(2402树脂)用量以及动态硫化时间对EPDM/氟橡胶共混物物理性能的影响。
结果表明,当2402树脂用量超过310份时,EPDM的硫化程度和动态硫化共混物的力学性能不再变化;动态硫化时间对共混物物理性能的影响不明显。
关键词 EPDM,氟橡胶,共混,动态硫化,静态硫化 不同橡胶共混,可改善橡胶的综合技术性能和经济指标,因此这种方式在橡胶工业获得了广泛应用。
由于两种橡胶的极性、不饱和度及交联活性点不同等原因,橡胶共混物存在着形态结构控制和硫化相容性的问题,有关这方面的研究一直是橡胶工业的热点。
近年来提出的动态硫化法可望能较好地解决这些问题[1～3]。
氟橡胶(FK M)具有突出的耐高温、耐老化、耐介质腐蚀性能,它在各种介质中的稳定性是其它橡胶所不及的。
但FK M也有明显的缺点,如弹性和耐低温性能差,加工性不良。
另外,它的价格昂贵,为NBR的15～20倍。
经济上的不合理性无疑限制了FK M的应用。
EPDM是一种性能优良的通用橡胶,其主要特点是耐老化、耐介质性能好,绝缘性好,低温弹性优良。
将EPDM与FK M共混,理论上能够在保证FK M优良耐腐蚀性能的同时,提高材料的耐低温性与弹性,改善加工工艺性能并降低材料成本。
国内迄今为止开展的EPDM/FK M 共混研究较少[4],而采用动态硫化方法的尚未见报道。
本工作就EPDM硫化体系和硫化剂用量以及动态硫化时间对EPDM/FK M动态硫化共混物性能的影响进行了试验研究。
1 实验111 原材料EPDM,牌号EP4703,第三单体为亚乙基 作者简介 周童杰,女,26岁。
工学硕士。
1999年毕业于上海交通大学高分子材料科学系。
主要从事动态硫化橡胶及橡胶共混物性能的研究工作。
已发表论文3篇。
降冰片烯,碘值中等,丙烯质量分数为0152,荷兰DS M公司产品;FK M,牌号F226,氟质量分数大于0153,上海3F新材料股份有限公司产品; N,N′2二亚肉桂基21,62己二胺,牌号Diak3#,中国棉华生物化学品厂产品;叔丁基苯酚甲醛树脂,牌号2402,上海橡胶助剂厂产品;其它配合剂均为市售工业品。
低硬度EPDM_PP热塑性动态硫化胶__微观相态结构对性能的影响
胶相交联密度和 摘要： 研究了反应挤出型低硬度 ’()* + (( 共混型热塑性动态硫化橡胶 （ ’( , -(.） 平均胶相粒径对力学性能和流变性能的影响。结果表明， 要想制得综合性能优良的 ’( , -(.， 应通过制 备工艺控制， 使 ’( , -(. 具有适中的胶相交联密度及适中的平均胶相粒径。 关键词： 三元乙丙橡胶； 聚丙烯； 反应挤出； 热塑性动态硫化橡胶； 微观相态结构； 力学性能； 流动性 中图分类号： -/ 001! & 文献标识码： 2 文章编号： #$$$ , #%33 4 %$$# 5 $1 , $%%3 , $0
TJL ( TK63 RQFPG9 O6F GU=FQHGH #$ % &$’ (( ， (+ 4IH (1
第<期
吴崇刚等 = 低硬度 23>? @ 33 热塑性动态硫化胶 != 微观相态结构对性能的影响
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的增大而减小，随橡胶相平均粒径的增大而增 大。 当剪切速率较低时， 反应挤出型 23 4 536 Q） 的流动性主要与橡胶相交联密度有关，随橡胶相 交联密度的增大而减小；而当剪切速率高到一定 程度时，其流动性主要与橡胶相平均粒径有关， 随橡胶相平均粒径的减小而增大。 反应挤出型 23 4 536 微观相态结构对力 (）
加工・应用
合成橡胶工业， %$$# , $6 , #3 ， %1 4 1 5 ： %%3 7 %%6 89:;2 <=;-9’-:8 >?@@’> :;)?<->=
低硬度 !"#$ % "" 热塑性动态硫化胶
!! 微观相态结构对性能的影响
吴崇刚 " 朱玉俊" 孙亚娟" 冯予星" 刘大煜" 陈长会
EPDM胶料的性能研究__白炭黑补强EPDM胶料
白炭黑补 强 EPDM 胶料阿 克隆磨 耗表面 SEM 照片见图 1。
从图 1 可以看出, 白炭黑 补强 EPDM 的磨 耗表面呈现/ 鱼鳞0状, 明显体现出胶料受到撕 扯的痕迹, 但与炭黑补强 EPDM 胶料的/ 鱼鳞0 状磨耗表面并不完全相同[ 1] , 表面上没有深度 较大的沟纹, 而且从其放大照片上可以看出, 磨 耗表面上的凹凸较小, 也较细腻。
关键词 EPDM, 白炭黑, 偶联剂 Si69, 表面处理, 动态生热
由于人们对环境保护的日益重视, 节油型 低滚动阻力轮胎的开发已经成为目前橡胶工业 的研究热点。大量的研究发现, 在胎面胶中部 分或全部使用白炭黑替代炭黑, 可改善橡胶的 动态性能, 降低滚动阻力, 这使得国内外对白炭 黑的研究十分活跃。但由于胎面胶的基质胶多 为 NR, SBR 和 BR, 因此有关白炭黑和改性白炭 黑补强橡胶的性能研究基本上是基于以上 3 种 橡胶, 而且有关表面偶联处理方法及条件的研 究还尚少。
三元乙丙橡胶填料的溶度参数差值与其动态流变性能的关系
填料 δ 采用沉降法测定填料的 δ，称取少量
填料，分别分散在不同的溶剂中，并在50 kHz的频
率下超声分散 3 h，然后将溶剂和填料混合物迅速
静置，观察填料在溶剂中的分散情况。以炭黑为
例（ 见图 1） ，若炭黑在溶剂中分散良好，则混合液
为浑浊不透明的均一液体［见图 1 （ a） ］； 若分散
较差，则 填 料 出 现 团 聚 及 沉 降 等 现 象 ［见
的硫化胶片，硫化温度为 145 ℃ ，硫化时间为正硫
化时间（ t90 ） 延长 5 min。将硫化胶片裁成直径约 13 mm 的 小 圆 片 进 行 溶 胀 试 验，按 照 式 （ 1 ）
计算 q：
q = ρp（ wf － wi） /wiρs
（ 1）
式中： wi 为试样的初始质量，g； wf 为试样溶胀平 衡时的质量，g； ρs 为溶剂的密度，g / cm3 ； ρp 为试 样的密度，g / cm3 。
摘要： 分别采用平衡溶胀法和沉降法测定了三元乙丙橡胶（ EPDM） 和填料的溶度参数（ δ） ，并对橡 胶与填料之间的 δ 之差与体系的动态流变性能关系进行了研究。结果表明，EPDM 与硅酮粉、白炭黑及 炭黑之间的 δ 之差分别为 3. 6，9. 6，5. 6 MPa1/2 。EPDM 与填料之间的 δ 差值越大，其对应的共混体系的 填料网络结构越强。共混体系的填料网络结构强度由弱到强依次为 EPDM / 硅酮粉、EPDM / 炭 黑 及 EPDM / 白炭黑。
收稿日期： 2017 － 12 － 04； 修订日期： 2018 － 12 － 16。 作者简介： 刘广永（ 1987—） ，男，山东山县人，博士，讲师。主 要从事高分 子 材 料 加 工 改 性 方 面 的 研 究，已 发 表 论 文 20 余篇。 基金项目： 山 东 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ZＲ 2017 BEM 015） 。 * 通讯联系人。
95纤维增强EPDM复合材料结构与性能的研究
２００６年吴卫东等芳纶浆粕纤维增强ＥＰＤＭ复合材料结构与性能的研究１１５图ｌｌＯ份纤维用量的ＡＰ２０１和ＨＡＰ２０１增强ＥＰＤＭ复合材料的拉伸应力一应变曲线（ＭＤ向。
白炭黑用■３０份）图１为ＡＰ２０１和ＨＡＰ２０１增强ＥＰＤＭ复合材料纤维取向方向（ＭＤ）的拉伸应力一应变曲线，由图１可以看出，随着芳纶浆粕纤维分散性能提高，其对ＥＰＤＭ基质的增强效果明显提高，ＨＡＰ２０１／白炭黑３０／ＥＰＤＭ复合材料ＭＤ方向的ＴＳ２５（６．５ＭＰａ）高出ＡＰ２０１／白炭黑３０／ＥＰ－ＤＭ的ＴＳ２５（４．１ＭＰａ）近６０％，其屈服应力ＴＳｙ（此时与拉伸强度相同）分别为６．８ＭＰａ和４．５ＭＰａ，也高出近５０％，由此可见，纤维分散均匀性对于芳纶浆粕纤维的增强效率影响很大。
从这２种复合材料硫化胶拉伸断面的ＳＥＭ照片，可以看出芳纶浆粕纤维的微观分散状态。
图２１０份ＡＰ２０１／白炭黑３０／ＥＰＤＭ复合材料硫化胶拉伸断裂面的ＳＥＭ照片图３１０份ＨＡＰ２０１／白炭黑３０／ＥＰＤＭ复合材料硫化胶拉伸断裂面的ＳＥＭ照片图２和图３分别为１０份纤维用量的ＡＰ２０１／自炭黑３０／ＥＰＤＭ和ＨＡＰＺｏｌ／白炭黑３０／ＥＰＤＭ复合材料硫化胶的拉伸断裂面表面微观形貌的ＳＥＭ照片，对比这２个图可以看出，未处理芳纶浆粕ＡＰ２０１的超细纤维在ＥＰＤＭ基质橡胶中分散均匀性较差，超细纤维缠结明显，纤维开放性不好，基质橡胶不能完全润湿涂覆芳纶浆粕纤维表面，使得增强纤维的有效体积分数减少；此外，纤维缠结形成的宏观不均匀斑点（也称为“棉结”）很容易成为复合材料破坏的缺陷，这二个方面因素，导致芳纶浆粕纤维对橡胶增强效果大大降低；ＨＡＰ２０１芳纶浆粕预分散体的超细纤维分散非常２００６年橡胶新技术交流暨信息发布会均匀并且伸展性良好，芳纶浆粕纤维与基质橡胶的界面结合很好，断裂面很少出现因为纤维缠结导致的拉伸缺陷现象。
图４为５份纤维用量的ＨＡＰ２０１／ＦＳ３０／ＥＰＤＭ复合材料硫化胶拉伸断裂面表面形貌的ＥＳＥＭ照片。
三元乙丙橡胶的分子结构参数对其性能的影响
加 工 · 应用
2014 － 03 － 15 ， 37 （ 2 ） ： 139 ～ 143 合成橡胶工业，
三元乙丙橡胶的分子结构参数对其性能的影响
Table 2 Effect of ethylene content on vulcanization characteristic of EPDM compounds Property Mass fraction of ethylene / % M L / （ dN·m） M H / （ dN·m） M H － M L / （ dN·m） t1 / min t90 / min Keltan 2450 48 0. 58 17. 25 16. 67 0. 75 10. 08 Keltan 2470 69 0. 56 21. 88 21. 32 0. 70 10. 29
□—Keltan 2450 ； ○—Keltan 2470 Fig 1 Torque － time curves of EPDM compounds with different ethylene contents
有第三单体 ENB 参 从表 3 和图 2 可以看出， 与共聚的 EPDM， 其 M H 明显提高， 说明双键的引 入提高了过氧化物的硫化效率； 随着第三单体含 t1 和 t90 也随之延长， M H － M L 增大， 胶 量的增加， 料的交联程度提高。 这是因为 EPDM 中第三单 体的存在并不影响通过大分子自由基结合反应而
Table 4 Ｒelaxation parameters of EPDM vulcanizates with different ethylene contents EPDM Keltan 2450 Keltan 2470 Mass fraction of ethylene / % 48 69 D T × 10 5 / （ mol·cm － 3 ） 2. 194 3. 603 T2 / ms 0. 91 0. 76 Fig 3
基于 EPDM 热解材料的力学性能研究
基于 EPDM 热解材料的力学性能研究张中水;周长省;许进升;陈雄【摘要】In order to study microstructure and mechanical behavior of inhibitors in solid rocket motor at different pyrolysis temperature , Thermogravimetric analysis was conducted at EPDM to obtain its range of pyrolysis temperature , followed by mechanical tests and scanning electron microscopic analysis conducted at EPDM specimens taken at different pyrolysis temperature , thus the reason of the material me-chanical behavior transformation was found from a view at microcosmic level .The results show that only slight dehydration and gas fugitive are observed when pyrolysis progress initiates , in the meantime , the material still possess the viscoelastic mechanical properties .While the pyrolysis being exacerbated , segments of the material matrix are dissociated , thus the mechanical behavior of EPDM turns to be brittleness .%为研究固体火箭发动机包覆层材料在不同热解程度下的微观结构和力学行为，通过热重分析得到三元乙丙（ EPDM）包覆层的热解温度范围。
煅烧高岭土对EPDM性能的影响_叶舒展
第11期煅烧高岭土对EPDM 性能的影响叶舒展,周彦豪,陈福林,岑 兰(广东工业大学材料与能源学院,广东广州 510643)摘要:研究煅烧高岭土对EPDM 性能的影响。
结果表明,煅烧高岭土对EPDM 胶料的硫化有延迟作用,但并不显著;煅烧高岭土对EPDM 有一定的补强作用,随着煅烧高岭土用量的增大,EPDM 硫化胶邵尔A 型硬度、定伸应力、拉断伸长率和拉断永久变形增大,拉伸强度和撕裂强度先增大后减小;适量的煅烧高岭土可改善EPDM 硫化胶的耐溶剂性能。
关键词:煅烧高岭土;EPDM ;补强性能中图分类号:T Q333.4;T Q330.38 文献标识码:B 文章编号:1000-890X(2006)11-0655-03作者简介:叶舒展(1979-),男,广东南海人,硕士,从事聚合物基复合材料及聚合物改性的研究。
随着印刷工业的快速发展,印刷企业对印刷胶辊的使用性能提出了更高要求。
印刷胶辊必须符合耐压、耐磨、抗撕裂、能阻止横向磨损、表面摩擦小、生热低、耐热性好、耐化学药品性好、耐溶剂性好、不膨胀和不早期龟裂等要求[1]。
EPDM 具有优良的热稳定性、耐化学药品性、耐老化性能、耐水和水蒸气性能,优异的电绝缘性能及良好的耐极性溶剂性能,是印刷胶辊的理想材料。
但由于EPDM 为非自补强橡胶,必须添加补强剂才能获得良好的物理性能[2]。
印刷胶辊对颜色有要求,不能采用炭黑补强;白炭黑补强性能虽好,但价格较高;而煅烧高岭土白度高、资源丰富、价格便宜,且对EPDM 具有一定的补强作用,可考虑采用。
本工作研究煅烧高岭土对EPDM 性能的影响,以期为煅烧高岭土补强EPDM 在印刷胶辊中应用提供参考。
1 实验1.1 主要原材料EPDM ,牌号6465,第三单体为亚乙基降冰片烯,充有50份石蜡油,德国拜耳公司产品;煅烧高岭土,牌号AT -01,pH 值为4.5~ 6.5,粒径小于5L m 的粒子质量分数不小于0.93,茂名凡士高高岭土有限公司产品;天那水,硝基漆类稀释剂,广州市珠江一江化工有限公司产品。
环氧树脂基复合材料内耗特性与力学性能关联性研究
环氧树脂基复合材料内耗特性与力学性能关联性研究环氧树脂基复合材料是一种重要的结构材料，具有优异的力学性能和耐久性。
然而，随着应用领域的不断拓展，对其内耗特性的研究日益重要。
本文将探讨环氧树脂基复合材料的内耗特性与力学性能之间的关联性，并对相关研究进行综述。
首先，我们需要了解环氧树脂基复合材料的内耗特性。
内耗是材料在外力作用下发生的微小形变所吸收的能量。
对于复合材料而言，内耗主要由树脂基体和纤维增强相之间的摩擦、界面滑移以及纤维断裂等因素引起。
环氧树脂基复合材料的内耗特性与其分子结构、纤维增强方式、制备工艺等因素密切相关。
其次，我们需要了解环氧树脂基复合材料的力学性能。
力学性能是评价材料性能的重要指标，包括强度、刚度、韧性等。
环氧树脂基复合材料的力学性能受到多种因素的影响，如纤维增强方式、纤维体积分数、树脂固化程度、制备工艺等。
研究表明，环氧树脂基复合材料的内耗特性与其力学性能存在一定的关联性。
首先，内耗可以反映材料的能量耗散能力，而能量耗散能力与材料的韧性密切相关。
因此，内耗越大的材料往往具有更好的韧性。
其次，内耗还可以反映材料的界面粘结强度。
界面粘结强度是影响复合材料力学性能的重要因素之一，良好的界面粘结可以提高材料的强度和刚度。
因此，内耗越大的材料往往具有更好的力学性能。
为了探究内耗特性与力学性能之间的关联性，研究人员进行了一系列实验和理论分析。
实验结果表明，通过控制材料的制备工艺和添加适量的增强剂，可以有效提高材料的内耗特性和力学性能。
例如，研究人员发现，在制备过程中添加一定量的纳米颗粒可以增加材料的内耗，从而提高其韧性。
此外，研究人员还通过理论模型分析发现，纤维增强方式和纤维体积分数对材料的内耗特性和力学性能有着重要影响。
总结以上研究，可以得出结论：环氧树脂基复合材料的内耗特性与力学性能存在一定的关联性。
通过控制材料的制备工艺和添加适量的增强剂，可以有效提高材料的内耗特性和力学性能。
然而，由于复合材料的复杂性，内耗特性和力学性能之间的关联性仍然存在一定的争议和待解决的问题。
纳米SiO_(2)对水泥浆体孔隙和微观力学性能的影响
纳米SiO_(2)对水泥浆体孔隙和微观力学性能的影响苏飞鸣;应敬伟;张向新;李劲;刘畅【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2024(53)2【摘要】为了研究不同纳米SiO_(2)掺量对硬化水泥浆体孔隙率与微观力学性能的影响,采用压汞实验,纳米压痕测试与GMM法获得了水泥浆体的孔隙率,压痕模量,硬度与各水化产物相的分布,并使用XRD与SEM表征了各性能最优样品的表面形貌与内部产物。
试验结果表明,养护龄期为28天时,与空白对照组相比,当纳米SiO_(2)的掺量质量分数为1%、2%和3%、4%时,水泥样品总孔隙率分别降低了14.07%,16.67%,26.83%和7.43%,LD C-S-H与HD C-S-H的含量之和分别为对照组的99.34%,101.34%,117.48%和113.33%。
但当纳米SiO_(2)的掺量质量分数为4%时,水泥样品的孔隙率比其他掺纳米SiO_(2)的样品更高,且与纳米SiO_(2)掺量质量分数为3%时相比,未水化的产物相也较多。
纳米SiO_(2)可以充分发挥成核效应和火山灰效应,生成更多的C-S-H并改变硬化水泥浆体的微观形貌,从而有效降低水泥浆体的孔隙率并提高其微观力学性能。
【总页数】9页(P253-260)【作者】苏飞鸣;应敬伟;张向新;李劲;刘畅【作者单位】广西大学土木建筑工程学院;工程防灾与结构安全教育部重点实验室;招商局蛇口工业区控股股份有限公司;悉尼科技大学信息工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU528.041【相关文献】1.基于纳米压痕技术的蒸养高强水泥浆体微观力学性能试验研究2.应用纳米压痕技术表征改性石英岩粉与水泥浆体的微界面力学性能3.玄武岩纤维与纳米SiO_(2)增强混凝土力学性能研究和微观分析4.锂渣和钢渣对水泥浆体力学性能与微观结构的影响5.水胶比和矿物掺合料对硬化水泥浆体微观孔隙特征参数的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于微观图像及内聚力模型的复合材料裂纹扩展模拟
基于微观图像及内聚力模型的复合材料裂纹扩展模拟秦丽媛;孟松鹤;李金平;金华【摘要】为研究材料微观结构及晶界强度对材料力学性能的影响,在晶界处引入内聚力单元模型,模拟晶间破坏过程.以ZrB2-SiC复合材料为研究对象,将其扫描的微观结构图片进行矢量化处理,并导入ABAQUS有限元软件中建立模型,同时在其晶界处,设置内聚力单元模拟晶界破坏过程.通过改变ZrB2与SiC相界面强度,得到了晶界及材料不均匀对材料应力分布及裂纹扩展的影响.结果表明,由于晶界的存在,材料内部出现应力分布不均匀现象并产生应力集中.随着晶界强度的改变,裂纹起始位置及扩展方向发生改变,且裂纹沿低强度的界面进行扩展.随着ZrB2-SiC界面强度增大,材料的强度提高,拉伸模量不变.%The cohesive zone model is used to simulate the intergranular fracture propagation to get the effects of the microstructure and the interfacial strength on the mechanical properties of the composites.The microstructure morphology of ZrB2-SiC ceramics illustrated by SEM was imported into ABAQUS finite element software,with the cohesive elements embedded along grain boundaries,to predict the intergranular fracture propagation.The effects of grain boundary and material inhomogeneity on the stress distribution and crack propagation were investigated by changing the ZrB2-SiC interfacial strength.The result shows an uneven stress distribution and stress concentration are observed due to the presence of grain boundaries.The locations of the crack initiation and propagation direction vary with the interfacial strengths and the crack propagates along the grain boundaries with low strength.Thestrength of polycrystals increases as ZrB2-SiC interfacial strength increases, and the elastic modulus remains substantially unchanged.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2017(040)004【总页数】5页(P501-505)【关键词】微观结构;内聚力单元法;晶界强度;ZrB2-SiC陶瓷【作者】秦丽媛;孟松鹤;李金平;金华【作者单位】哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨 150008;哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨 150008;哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨 150008;哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨 150008【正文语种】中文【中图分类】TB332复合材料是两种或两种以上的组分组成的多相材料，且各相之间具有明显的界面。
PP／EPDM共混物注射成型样条的断口形态和冲击性能
PP／EPDM共混物注射成型样条的断口形态和冲击性能李文东;杨桂生
【期刊名称】《高分子材料科学与工程》
【年(卷),期】1996(12)4
【摘要】借助扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了ＰＰ／ＥＰＤＭ共混物注射成型样条的冲击断口形态以及该共混物注射成型样条的芯－壳结构特征，研究了ＥＰＤＭ在基体中的各向异性分布、不同冲击强度样品的断口形态以及芯－壳结构和ＥＰＤＭ的各向异性分布对断口形态和冲击性能的影响。
并从分子运动的角度讨论了外力大小、基体ＰＰ的特征以及分散相ＥＰＤＭ对共混物断裂特征的影响。
【总页数】6页(P72-77)
【关键词】EPDM;共混物;聚丙烯;断口;冲击强度;注射成型
【作者】李文东;杨桂生
【作者单位】中国科学院化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.12
【相关文献】
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2.PA 6/EPDM-g-MAH/HDPE三元共混物的形态与力学性能 [J], 王伟;窦睿;尹波;杨鸣波
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[J], 王聪;苏鹃霞;杜荣昵;傅强
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第31卷第6期2004年北京化工大学学报JO U RNA L OF BEIJING U NI VERSIT Y O F CHEM ICA L T ECHN OLO GY Vol .31,N o .62004Si O 2/EPDM 复合材料微观形态与动态力学性能的关系林 桂 钱燕超 吴友平 田 明 刘 力 张立群＊(北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京 100029)摘 要:利用DM TA 方法研究了分散剂、硅烷偶联剂以及二者并用对二氧化硅增强乙丙橡胶复合材料动态力学性能的影响,采用扫描电镜和橡胶加工分析仪测试了填料在橡胶基体中的分散和填料在基体中形成的填料网络结构,利用结合胶测试研究了复合材料中填料-橡胶之间的相互作用程度。
实验结果表明:按照空白样和采用分散剂、硅烷偶联剂、分散剂+硅烷偶联剂对SiO 2进行表面处理,填料在橡胶基体中的分散程度提高,填料-填料的相互作用逐渐弱化,填料网络结构逐渐减弱,橡胶复合材料在低应变下的储能模量逐渐降低,抗滚动阻力性能逐渐提高。
同时,结合胶含量逐渐提高,玻璃化转变峰逐渐变宽,复合材料的抗湿滑性能逐步提高。
分散剂与硅烷偶联剂并用改性二氧化硅对橡胶复合材料性能提高有协同作用。
关键词:分散剂;硅烷偶联剂;二氧化硅;动态力学性能;填料-填料相互作用;填料-橡胶相互作用;结合胶中图分类号:T Q 334.4收稿日期:2004-02-17基金项目:教育部博士基金课题(0020020010004);北京市自然科学基金重点课题(2031001)第一作者:男,1977年生,博士生＊通讯联系人E -mail :linguicolin @so hu .com 二氧化硅具有可大幅度降低胎面滚动阻力又保持较好的牵引性能、耐久性、胎面耐磨性等特性,被看作第二大类填料广泛应用于轮胎工业中[1-4]。
然而,沉淀法二氧化硅属于纳米填料,其颗粒微细(原生粒子尺寸20～50nm ),表面富含硅羟基等极性高的基团,表面能高,自身团聚性很强。
未经表面处理的二氧化硅往往以絮凝体的形态存在于橡胶基体中,不能充分发挥对橡胶的增强作用。
S .S .Choi 等[2-3]采用添加聚氯丁二烯、丙烯酸-丁二烯共聚物等极性橡胶于二氧化硅/天然橡胶/丁苯橡胶体系中以提高二氧化硅的分散。
发现橡胶极性越高,提高分散的效果越明显。
宁凯军等[4]采用丁腈橡胶改善了天然橡胶/顺丁橡胶体系中的分散性,提高了结合胶,从而改善了抗湿滑性和滚动阻力等动态性能。
硅烷偶联剂通过化学改性可以有效地提高二氧化硅表面和聚合物之间的相互作用,从而削弱了填料-填料之间的相互作用[1]。
当前,分散剂应用也开始逐步引起人们的重视[5]。
直接添加少量的分散剂是一种改善二氧化硅在橡胶中分散的方便且有效方法[6]。
然而,限于分散剂分子的结构特征,又不能有效增强纳米二氧化硅与橡胶之间的化学结合。
因此提出利用分散剂提高填料分散,同时利用硅烷偶联剂提高填料与聚合物间的相互作用来提高聚合物复合材料的性能。
分散剂及其与硅烷偶联剂并用改性对橡胶复合材料的动态力学性能影响的研究尚未见报导。
本文研究了脂肪类分散剂和硅烷偶联剂并用对二氧化硅增强橡胶复合材料动态力学性能的影响,考察了二氧化硅在橡胶中的分散、填料-填料相互作用、填料-橡胶相互作用,分析了填料分散性与复合材料动态性能间的相互关系,期望对具有高抗湿滑性、低滚动阻力的绿色轮胎等制品的生产有所裨益。
1 实验部分1.1 原材料乙丙橡胶(EPDM ),牌号EP33,日本JSR 株式会社出品;纳米二氧化硅粉体(nano -SiO 2)Ultrasil -VN3,日本Degussa AG ,Aerosil &Silanes Produc sicherheit AS -FA -PS 出品,BET 表面积145～180m 2/g ;分散剂,B -52,青岛昂记橡塑科技有限公司;硅烷偶联剂TESPT ,南京曙光化工总厂KH -845;氧化锌、硬脂酸、促进剂、交联剂等均为市售产品。
1.2 基本配方按橡胶质量100g 计:EPDM 100g ,氧化锌5g ,硬脂酸1g ,促进剂TM TD 2g ,促进剂CZ 2g ,促进剂DTDM 2g ,硫磺1.0g ,防老剂RD 1g ,二氧化硅50g ,分散剂变量,硅烷偶联剂变量。
其中试剂A 中不含改性剂;试样B 含分散剂B522g ;试样C 含TESPT 5g ;试样D 含分散剂B522g 及TESTP 5g 。
1.3 加工工艺常温下在开炼机上将分散剂或硅烷偶联剂与橡胶混合均匀,再加入白炭黑、防老剂混匀,混炼温度30～50℃。
而后在高温热辊(150±2)℃下混合热处理10min ,冷却后再在常温开炼机上加入其它配合剂,混匀,由P3555B2盘式硫化测试仪(北京环峰化工机械制造厂)确定混炼胶的硫化特性,在160℃下硫化成型。
1.4 测试方法及仪器A 动态热机械性能(DM TA )测试:PE7型动态粘弹测试仪,美国PE 公司制造。
为降低正弦应变产生的影响,采用低应变下拉伸模式温度扫描。
频率为10Hz ,应变0.01%,温度范围为-100℃到100℃,升温速度3℃/min 。
B 填料在橡胶中分散形态和破裂断裂源观测:使用扫描电子显微镜(SEM )(S -250-Ⅲ型SEM ,英国剑桥公司制造)观察胶料的拉伸断面和切割断面,观测白炭黑聚集体的分散和分布形态结构以及白炭黑聚集体与橡胶之间的粘合情况。
C 橡胶基体中填料-填料相互作用测试:橡胶加工分析仪(RPA 2000,Alpha Technolog y Inc 公司),测试条件:温度60℃,频率1Hz ,硫化胶的应变扫描在0.28%～100%下测定得动态储能模量和力学滞后角。
取低应变下的储能模量G ′值为填料在橡胶中的分散指数。
D 结合胶测试:取0.5g 混炼胶剪成细块放于0.025nm (600目)的钢网内浸泡于甲苯中72h ,每24h 换一次溶剂,而后在真空干燥箱中干燥12h 以上,称质量。
计算结合胶含量。
2 结果与讨论2.1 动态力学性能图1为四种配合体系硫化胶的储能模量G ′、损耗模量G ″、力学损耗tan δ随测试温度的变化规律。
从图1中可以看出,与未表面处理SiO 2填充体图1 分散剂和硅烷偶联剂并用改性二氧化硅增强橡胶复合材料的动态机械性能对温度依赖性Fig .1 Plo t of the dynamic mechanical properties versus temperature of silica -filled EP DM compoundsmodified by the dispersant together with silane coupling agent系比较,在低于力学滞后峰值(T g )的温区,分散剂和硅烷偶联剂以及二者的配合使用对动态性能基本没有影响。
在T g 时,偶联剂或者偶联剂/分散剂并用体系的tan δ有所增加。
但在高于力学滞后峰值温区,改性剂的加入使体系储能模量G ′和损耗模量G ″下降,其影响顺序是空白样<分散剂<偶联剂<分散剂+偶联剂;同时,力学滞后峰逐渐变宽,即在力学滞后峰值和0℃之间温区,同一温度下的力学滞后值逐渐增大,表面改性剂的影响顺序同上。
在高于20℃的高弹态,力学滞后值却表现出逐渐下降的趋势,硅烷与分散剂并用体系的tan δ值最低,未表面处理填充体系的tan δ值最高。
大量研究结果表明[7],弹性体复合材料在T g值的tan δ表征材料的耐磨性,在0℃或-20℃下的tan δ1值表征抗湿滑性,而在60℃下的tan δ2值表征生热性能。
以上结果表明,采用不同方法对SiO 2进行表面处理,均可改善硫化胶的抗湿滑性能,同时也提高了其抗滚动阻力和材料耐磨性,改性效果为分散剂+偶联剂>偶联剂>分散剂。
这对设计含二氧化硅的绿色轮胎工业具有非常重要的意义。
2.2 复合体系的微观形态四种复合体系的拉伸断裂面SEM 照片如图2。
·65·第6期 林 桂等:SiO 2/EPDM 复合材料微观形态与动态力学性能的关系(a )空白样(b )分散剂改性(c )硅烷偶联剂改性(d )分散剂和硅烷偶联剂并用改性图2 分散剂和硅烷偶联剂改性的二氧化硅增强橡胶复合材料的SEM 照片Fig .2 SEM of silica agg lomerations in silica -filled EPDM co mpounds modified by the dispersant and silane coupling agent 图2(a )可以发现,虽然二氧化硅聚集体结构较为均匀的分散于橡胶基体中,但仍然存在许多二次聚集结构,拉伸断裂后的填料颗粒表面凸出,说明填料聚集体与橡胶之间相互作用不强。
图2(b )与图2(a )相比较,可以发现橡胶基体中大颗粒白炭黑填料明显减少,颗粒小且分布均匀,但仍然出现填料颗粒凸出现象,说明分散剂提高了填料的分散但没有提高填料聚集体与橡胶之间相互作用,对加强固定橡胶分子链的活动能力的作用不大。
图2(c )可以发现,在橡胶基体中白炭黑填料颗粒小且分散均匀,聚集体间距小,聚集体很少凸出,说明白炭黑填料与橡胶之间界面结合程度提高,硅烷偶联剂的加入提高了填料与橡胶之间的相互作用。
图2(d )与图2(c )差别不明显。
研究表明在玻璃态下,橡胶自身的模量很高,与范德华力形成的填料网络结构的模量相当。
复合材料的模量与填料形成的网络结构关系不大。
高弹态下,复合材料的储能模量与填料在基体中形成的二次聚集密切相关[8]。
分散剂和硅烷偶联剂等表面改性剂提高了二氧化硅在橡胶体系中的分散,降低了填料-填料相互作用,因而高弹态下复合体系中动态储能模量G ′和损耗模量G ″降低,同时损耗因子tan δ也降低(如图1)。
这表明了复合材料的动态力学性能的改善主要原因是填料分散度的提高。
2.3 复合体系的网络结构分散剂和硅烷偶联剂及其共用对复合材料硫化胶的粘弹特性(储能模量G ′、损耗模量G ″、力学滞后tan δ)影响如图3所示。
图3 分散剂和硅烷偶联剂改性对二氧化硅增强EPDM 复合材料中填料网络结构的影响Fig .3 Effect of the dispersant and T ESPT on the viscoelastic characteristics of silica -filled EP DM composites Payne [9]早期研究认为:填料超过一定用量后在橡胶基体中形成填料-填料相互作用网络结构,对复合体系具有显著的增强作用。
当复合材料承受应变时,网络结构发生变形;达到一定形变值时,网络结构被破坏,模量骤减,此现象被称为Payne 效应。