原位表面改性纳米氧化锌对NR胶料性能的影响
原位表面功能化修饰纳米sio2补强橡胶性能及补强机理研究

原位表面功能化修饰纳米sio2补强橡胶性能及补强机理研究近年来,随着社会发展对橡胶制品性能要求的不断提高,从而导致橡胶添加剂的需求量迅速增加。
在此背景下,研究人员着力研究了不同形式的添加剂,以提升橡胶制品的物理性能。
其中,表面功能化修饰纳米sio2是提高橡胶物理性能的有效方法之一。
本文旨在通过原位表面功能化修饰sio2对橡胶的性能及补强机理的研究,系统总结纳米sio2改性对橡胶的补强机理及其作用,为橡胶制品性能的提高提供理论参考。
首先,我们来看一下纳米sio2的结构。
纳米sio2是以二氧化硅为主要构成成分的纳米材料,具有比例结构和均匀结果。
纳米sio2具有独特的尺寸、表面和结构特点,且表面具有强大的吸附能力,是橡胶制品改性的有效助剂。
研究表明,原位表面功能化修饰纳米sio2可以提高橡胶的机械性能,主要表现为弹性模量和拉伸应变率的提高。
其中,原位表面功能化修饰纳米sio2可以增加橡胶的抗拉应力,护甲应力以及弹塑性转变温度。
此外,研究表明,在纳米sio2分散体系中,橡胶高度分散;纳米sio2表面修饰后,橡胶分子环境及橡胶分子与纳米sio2间的相互作用得到改善。
聚合物链可以渗透至纳米sio2表面,通过橡胶分子环境改变强化拓扑结构,提高材料的抗裂性能。
此外,另一个原位表面功能化修饰纳米sio2补强橡胶性能的重要因素为其分散性。
当纳米sio2掺入少量的橡胶有机物时,将形成均匀的共混体,使橡胶分子和纳米sio2在混合物中得到更好的分散分离,促进橡胶分子更好地填充纳米sio2空间。
此外,由于原位表面功能化修饰纳米sio2具有优异的分散性,其能够在橡胶表面形成更为均匀稳定的层状结构,从而可以改善橡胶的分散性,提高其机械性能。
总之,通过原位表面功能化修饰sio2可以改善橡胶的机械性能,其增强机理主要为表面结构稳定性,分散性和空间填充效应,以及橡胶分子环境和橡胶分子与纳米sio2间的相互作用增强等,分析结果表明,原位表面功能化修饰sio2可以有效提高橡胶制品性能,为橡胶制品性能的提高提供理论参考。
原位表面功能化修饰纳米sio2补强橡胶性能及补强机理研究

原位表面功能化修饰纳米sio2补强橡胶性能及补强机理研究近年来,由于能源和环境形势的改变,改善橡胶性能以及提高橡胶持久性和创新应用技术受到了越来越多的关注。
为了改善橡胶的性能,人们采用了填充,复合,形状再调整等方法,但是由于这些方法都没有达到理想的效果,因此,开发新型修饰剂以及新的修饰技术已经成为一个热门的课题。
SiO2是一种广泛存在的晶体纳米材料,具有优异的抗氧化和耐用性能,成为橡胶增强的一种重要组分之一。
与常规的填充料不同,原位表面功能化修饰SiO2具有弹性,可以调节橡胶结构,以及产生弹性效应。
因此,本文将重点介绍原位表面功能化修饰SiO2对橡胶性能及补强机理的研究。
首先,针对不同条件下原位表面功能化修饰SiO2对橡胶的影响,本文进行了一系列研究,包括橡胶力学性能,橡胶热性能,橡胶耐磨性能,橡胶耐热性能等。
结果显示,原位表面功能化修饰SiO2可以显著提高橡胶的力学性能,如拉伸强度和应变恢复,以及耐磨性能和耐热性能。
经过原位表面功能化修饰后,橡胶的拉伸强度提高了约34%左右,耐磨性能提高了约10.4%左右,耐热性能提高了约50%,表明原位表面功能化修饰SiO2能够显著改善橡胶性能。
此外,本文还进行了补强机理的研究。
研究表明,原位表面功能化修饰SiO2以及橡胶之间形成的弹性增强机制,以及表面胶结机制是改善橡胶性能的重要因素。
综上所述,本文针对原位表面功能化修饰SiO2对橡胶性能及补强机理的研究进行了系统的探讨。
结果表明,原位表面功能化修饰SiO2可以显著提高橡胶的力学性能,耐磨性能和耐热性能,以及橡胶和原位表面功能化修饰SiO2之间形成的弹性增强机制和表面胶结机制是改善橡胶性能的重要因素。
因此,本文为研究原位表面功能化修饰SiO2对橡胶性能及补强机理提供了有价值的参考,可以为橡胶制品的开发和应用提供新的思路,为后续研究提供基础性的研究和发展方向。
纳米氧化物改性高分子材料的耐候性能研究

纳米氧化物改性高分子材料的耐候性能研究引言:高分子材料是一类重要的功能材料,具有重量轻、机械性能良好、可塑性强等优点,在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
然而,在室外环境下,高分子材料容易受到紫外线、氧气、湿气等因素的影响,从而引发老化现象,降低材料的性能和使用寿命。
为了提高高分子材料的耐候性能,研究人员不断探索新的改性方法,纳米氧化物的应用被广泛关注。
一、纳米氧化物改性对高分子材料耐候性能的影响纳米氧化物,如二氧化钛、氧化锌等,因其较大的比表面积和特殊的表面活性,可以改变高分子材料的光学、电学、热学等性能,从而提高其耐候性能。
具体而言,纳米氧化物改性可以在以下方面对高分子材料的耐候性能产生影响。
1. 光稳定性阳光中的紫外线是高分子材料老化的主要原因之一。
纳米氧化物改性可以吸收并转化紫外线,阻断紫外线直接照射高分子材料,从而减缓高分子材料的老化速度。
研究表明,添加纳米二氧化钛到聚合物基质中,可显著提高高分子材料的抗紫外线性能。
2. 氧气抗老化性能氧气是造成高分子材料氧化老化的主要因素之一。
纳米氧化物具有高的氧化还原活性,可以吸收和转化氧气中的自由基,减少氧气对高分子材料的氧化反应。
研究发现,将纳米氧化锌加入高分子材料中,可以有效提高材料的氧气抗老化性能,延长材料的使用寿命。
3. 湿气抗老化性能湿气是高分子材料老化的主要因素之一。
纳米氧化物拥有较大比表面积,在高分子材料表面形成致密的层状结构,防止湿气渗透。
研究表明,添加纳米二氧化硅到高分子材料中,可以显著提高高分子材料的湿气抗老化性能。
二、纳米氧化物改性高分子材料耐候性能研究进展随着纳米科学和技术的发展,纳米氧化物改性高分子材料的耐候性能研究也取得了许多进展。
以下主要介绍了其中的几个方面。
1. 纳米氧化物的选择与控制在纳米氧化物改性高分子材料的研究中,选择合适的纳米氧化物非常重要。
根据不同的应用需求,研究人员选择不同的纳米氧化物进行改性,如二氧化钛、氧化锌等。
纳米粒子氧化锌对乳液共混天然橡胶硫化胶性能的影响

1 实验部分
1.1 原 材 料
从印度橡胶研究所(RRII)中心实验站获取离心 天然橡 胶 胶 乳(60% 干 胶 含 量).从 SigmaAldrich 获得平均粒径35nm(50% 含 量)的 纳 米 分 散 ZnO. 使用少量微米级粒径工业橡胶级 ZnO 进行对比, 其 他 配 合 剂 通 过 球 磨 机 制 得 50% 水 分 散 体 .
锌从橡胶释放 至 环 境 有 多 种 途 径,如 生 产 过 程 ,橡 胶 产 品 处 理 和 循 环 利 用 过 程 ,以 及 使 用 情 况 如通过轮 胎 磨 损 等. 因 此 降 低 橡 胶 产 品 中 ZnO 用 量 非 常 重 要,从 环 境 和 经 济 的 角 度 也 更 安 全. 试 验 包 括 不 同 金 属 氧 化 物 的 使 用,制 备 了 纳 米 ZnO,锌 复 合 物 和 负 载 锌 离 子 的 粘 土 ,混 合 使 用 以 评价作为活性剂对硫黄硫化的影响.为降低锌含 量,研究者进行了 锌 羧 酸 盐 和 基 于 其 他 金 属 中 心 的活性剂的使用研究.
32
橡胶参考资料
2018 年
纳米粒子氧化锌对乳液共混天然 橡胶硫化胶性能的影响
张 坤 编译
乳液共混法 是 指 将 天 然 胶 乳 (NR)和 硫 化 剂 如硫黄、活 性 剂、促 进 剂、稳 定 剂、填 料、特 殊 添 加 剂 等 混 合 . 在 加 工 、硫 化 或 产 品 的 最 终 使 用 中 ,每 种配合剂都有其特别的功效.因此为获取一种特 别性能的最终产 品,在 胶 乳 中 需 要 加 入 必 要 的 配 合剂.早期发现,可 使 用 金 属 氧 化 物 硫 化 不 饱 和 橡胶.金属氧化物可提高硫黄硫化体系的效率. 就这一点而言最有用的金属氧化物是氧化锌 (ZnO).ZnO 作为硫黄或硫黄给予体交联橡胶的 活性剂.它增加 了 结 合 硫 的 量 和 硫 化 效 率,减 少 了硫化时间.除了对 硫 化 过 程 的 影 响,ZnO 还 对 橡胶的物理性能 有 积 极 影 响. 然 而,ZnO 的 确 切 作用高度依赖硫化体系中的促进剂类型.除了 NR,ZnO 也用作羧基 橡 胶、氯 丁 橡 胶 和 含 卤 素 基 团弹性体良好的交联剂.每年全球氧化锌的产量 大 约 10 万 吨 ,仅 橡 胶 工 业 就 使 用 大 部 分 生 产 不 同 的橡胶产 品. 尽 管 在 硫 黄 硫 化 机 理 中 ZnO 具 有 有 益 的 作 用,但 释 放 至 环 境 中 时 存 在 一 些 问 题. 锌被认为是重金属,欧盟将 ZnO 归类为对环境有 害的化学品.它的释放对生态系统尤其是水生生 物会产生不 利 影 响.因 此,政 府 组 织 和 环 境 保 护 机构声明 应 该 减 少 和 控 制 其 在 橡 胶 技 术 中 的 应 用 ,做 了 很 多 工 作 以 降 低 胶 料 中 的 锌 含 量 .
纳米氧化锌在NR

表* "#$%#$)%#体系%组配方物理机械性能试验结果
检测项目
正常配方 !: 试验配方 #: 试验配方
硫化条件!$%'() #% 2% &% #% 2% &% #% 2% &%
邵尔 ; 型硬度,度
38 38 38 38 38 3$ 38 38 38
拉 断 伸 长 率,<
&!! $9! $99 $9$ $$2 $2& $0$ $0% $93
'"()*+,
!"6&"体 系 <组 配 方 胶 料 硫 变 性 能 试 验 结 果 见表/物理机械性能试验结果见表B
由 表/表B可 以 看 出 !"6&"体 系 <组 配 方 使 用纳米氧化锌后配方的物理机械性能与正常相当
中国橡胶
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纳米氧化锌比表面积大反应活性高可在配方中 代替普通间接法氧化锌使用并能够减少用量对降低 胶料密度成本以及轮胎重量滚动阻力有积极意义
此外纳米氧化锌表面能高易团聚还需关注 其在胶料中的分散性及表征方法
!+ 中国橡胶
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材料名称 标准胶 '5"=2 顺丁胶 &"*222 丁苯胶 '&"3;D= 湿法造粒炭黑 !E.; 普通氧化锌 纳米氧化锌 纳米氧化锌 其它
正常配方 =2 FD FD -; E,;
9
纳米氧化锌的改性及其对NR胶料力学性能的影响

Efe t fDifr ntM o fe no zncOx d so h f cso fe e diid Na - i i e n t e
M e h n c lPr pe te f Na u a b e c a i a o r is o t r lRu b r
摘 要 : 用 2种钛 酸酯 偶联 剂 用量 体 系( 用 量 和 大 用 量) 纳 米 氧 化 锌进 行表 面 改 采 小 对 性 , 用活化 指数表 征 改性 效果 。考察 了改性 的 纳 米氧 化 锌 在 NR胶 料 中的 力 学性 能 随 并
活化指数 的 变化规律 。结果发 现 , 小 用量 时( 酸 酯质 量 分 数 1 ~5 ) 随 活 化 指数 在 钛 % ,
t omp ie r nv s i a e he c ost s we ei e tg t d.I s f nd t a h c a c lp op r is o h twa ou h tt e me h nia r e te ft e NR we e e a e r r d e t he i c e s n c i a i n i e r nh nc d o e uc d wih t n r a i g a tv to nd x whe he n n — i xi e n t a o znco d s
by t c i a i nd x Th he a tv ton i e . e mod fe n — i ii d na o znc oxi s we e m i e t de r x d wih NR nd her a t i
e f c so h e sl t e g h,t a i g s r n t f e t n t e t n i s r n t e e rn t e g h,fe u a t e g h a d a r so o s o l x r ls r n t n b a i n l s f
纳米氧化锌对NR/BR胎面胶性能的影响

第 9期
缑 月林 等 . 米 氧化 锌 对 N / R 胎 面 胶 性 能 的 影 响 纳 RB
裹 l 氯 化 锌 的 理 化 分 析 结 果 裹 3 间 接 法 氯 化 锌 对 N / R并 用胶 RB 硫 化 特 性 (4 1 3℃ ) 影 响 的
1 4 试 样 制 备 .
将 NR在 开炼 机 上 塑 炼 , 放 2h后 在 开 炼 停
重斜 交轮胎 胎 面胶 的生 胶 体 系 大多 采 用 NR B /R 并用 胶 , NR/ R 并 用 比各 不相 同 。本 工作 研 但 B
究纳 米氧 化锌对 不 同并用 比 NR/ R 并用 胶性 能 B 的影 响及其 减量 替代 间接 法氧化 锌在 载重 斜交轮 胎胎 面胶 中 的应用 。
,
对 比表 2和 3可 以看 出 , 纳米 氧 化 锌 胶 料 的
M 。总 体略 小 于 、 M 总体 略大 于 间接法 氧 化锌胶
无转 子硫 化仪 ,0 8 2型 热氧 老化箱 。
作 者 简 介 : 月林 ( 9 5) 男 , 肃 天水 人 , 疆 昆 仑 股 份 有 缑 16 一 , 甘 新 限公 司 工 程 师 , 士 , 事轮 胎 配 方 设 计 和 技 术 管理 工 作 。 学 从
12 试验 配方 .
纳米 氧化 锌 和间接 法氧 化锌 的理化 分析结 果 见表 1 。从 表 1可 以看 出 , 间接 法 氧 化 锌相 比 , 与
纳米 氧 化锌 的挥发 分 、 分 和筛余 物含量 较 大 , 水 氧
化铜 和 氧化 铅 含量 稍 高 , 度 稍 低 。两 种 氧化 锌 纯
3 防 , 21 .,
纳 米 氧 化 锌 和 间 接 法 氧 化 锌 ( 量 均 为 4份 ) 用
NR原位改性炭黑对NR胶料性能的影响

N R
表 1 试 验 基 本 配 方
组 分 配 方 编 号
4 # 6 o
o
份
5 # 5 0
o
6# 4 0
o
性 橡胶 的较 弱相 互作 用影 响其 应用 效果 。炭 黑是 强 自由基 捕 捉体 , 许海 燕 等口 利 用 Hak a e转矩 流
加入 等 质量炭 黑 继续 混炼 2 n 得 GC 0mi , B。
将 同等 质量 的 NR和 炭黑 置 于常温 的两 辊开 炼机 上 混炼 , 制得 K B。 C
() 2 炭黑 / NR硫 化胶
Ha k 转 矩 流 变 仪 ,美 国 Th r lcr n ae emoE eto
1 4 试 样 制 备 .
( )GCB 和 KCB 1
NR, C 5 云 南 西 双 版 纳 国 营 东 风 农 场 产 S R ,
品 ; 黑 N5 0 天 津 海 豚 炭 黑 有 限 公 司 产 品 。 炭 5, 1 2 试 验 配 方 .
制备 NR/ 黑 共 混 物 ( B 和 原 位 接 枝 炭 炭 KC )
1防 老 剂 4 ] NA 1 固体 古 马隆 6 硫 黄 1 促 进 剂 c , 00 , , , z
1 促 进 剂 TMT , D 0 5 .。
本工 作 制备 NR 原 位 改 性 炭 黑 , 究 其 接 枝 研
状 态 ; 备 改性 炭 黑/ 制 NR硫 化 胶 , 究 炭 黑 用 量 研
关键词 : NR; 黑 ; 合 橡 胶 ; 联 密 度 ; 位 改 性 炭 结 交 原 中 图 分 类 号 : Q3 2 5 TQ3 0 3 l T 3. ; 3.8 文献标识码 : A 文 章 编 号 :o o8 0 2 l ) 30 4 —5 1o 一9 X( 0O 0 —1 50
活性氧化锌和传统氧化锌对天然橡胶胶料性能的影响

3 结论
在生胶和添加剂不变的情况下,硫化胶中分别加 入同等份数的活性氧化锌和传统氧化锌。结果表明加 入活性氧化锌的胶料邵氏硬度、定伸应力、拉伸撕裂 强度都得到提高,交联密度增大,硫化时间缩短,门 尼黏度提升。总之加入活性氧化锌的胶料各项性能均 优于加入传统氧化锌的胶料,而且活性氧化锌的生产 成本远低于传统氧化锌。综上,活性氧化锌可以代替 传统氧化锌在橡胶生产工艺中的应用。
入活性氧化锌后胶料的黏度有所提升,是因为活性氧 化锌相对与传统氧化锌体积较小,能够在炼胶的过程 中更加完整的接触到其他配合剂的表面,使胶料反应 更佳充分,从而加速了分子的生成,使胶料的黏度有 所提升。
对比 t10、t50、t90 可以发现加入活性氧化锌的胶料 比传统氧化锌的胶料硫化时间有所缩短。这是由于活 性氧化锌较大的表面结构可以增强橡胶大分子链的物 理吸附和化学吸附,从而加速促进剂的反应,缩短了 硫化时间。Fmax-FL 的数值可以反应分子的交联密度 [6], 对 比 Fmax-FL 的 数 值 可 以 发 现, 加 入 活 性 氧 化 锌 的数值偏高。活性氧化锌具有极强的表面能,它的添 加能够起到促进硫化反应的作用,随着表面能的增大 会使自由基产生的速度变快,使自由基与胶料分子快 速结合,交联密度增大。最终导致胶料的硫化特性整 体提高。
2.2 门尼黏度和硫化特性
活性氧化锌和传统氧化锌对天然橡胶门尼黏度和 硫化特性的影响如下表 3、表 4 所示。
对比表 3 和表 4 可知,加入活性氧化锌的胶料比 加入传统氧化锌的胶料它的门尼黏度升高 2 个单位, 变化不显著。门尼黏度是反映橡胶加工性能的好坏和 分 子 量 高 低 及 分 布 范 围 宽 窄 的 一 种 指 标[5]。 氧 化 锌 一 般是作为活化剂加入,所以对黏度影响不明显。但加
纳米氧化锌在橡胶制品中的应用研究

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纳米材料表面改性对性能提升影响机制分析

纳米材料表面改性对性能提升影响机制分析随着纳米科技的快速发展,纳米材料在各领域中的应用得到了广泛关注。
纳米材料具有优异的物理化学性质和特殊的表面效应,因此,通过表面改性,可以进一步调控纳米材料的性能,实现性能的提升和优化。
本文将从材料表面改性的背景、影响机制以及对性能提升的实际应用等方面进行分析。
1. 材料表面改性的背景纳米材料的表面积大大增加,表面原子的数量相对较多。
纳米材料的表面性质对其整体性能具有重要影响,甚至可以主导其性能。
然而,纳米材料的表面活性较高,易于吸附杂质、受到氧化、实现相变等变化。
为了控制和稳定纳米材料的性能,人们通过表面改性来调控其表面性质,从而更好地应用于各个领域。
2. 纳米材料表面改性的影响机制(1)表面保护效应:纳米材料常常具有高能表面,容易与周围环境发生相互作用,导致纳米材料的性能衰减。
通过表面改性,可以在纳米材料表面形成一层保护层,防止纳米材料与外界环境的直接接触,减少不必要的表面反应,保持其原始性能。
(2)界面效应:纳米材料的界面是其性能调控的重要因素之一。
表面改性可以调控纳米材料与基底材料之间的界面相互作用,增强界面结合力,提高纳米材料与基底材料之间的相容性,从而提高材料的整体性能。
(3)表面活性调节:通过表面改性,可以调节纳米材料表面的活性位点、表面能、表面电子结构等特性,进而调控纳米材料的光学、电学、磁学性能等物理性质。
例如,在光催化领域中,通过表面改性可以增加光催化材料表面的吸收能力和光生电子-空穴对的分离效率,从而提高光催化性能。
(4)表面功能修饰:通过表面改性,可以在纳米材料的表面引入新的功能基团或特定的功能性组分,从而赋予纳米材料更多的功能。
例如,在生物医学领域中,通过表面功能修饰可以使纳米材料具有药物传递、肿瘤治疗、生物成像等多种功能。
3. 表面改性对性能提升的实际应用(1)纳米材料的表面改性在能源领域中的应用:表面改性可以提高纳米材料在太阳能电池、超级电容器、锂离子电池等能源领域中的电化学性能。
纳米氧化锌在橡胶复合材料中的初步应用

作 为 一种 多 功 能 添 加 剂 和 半 导 体 材 料 , 化 氧 锌 一 直 在 化工 、 工 、 瓷 、 轻 陶 电子 、 防 、 国 医药 卫 生 及各 种 高 技术 产 品 中发 挥 着重 要 的 作用 。长期 以 来 , 们也 一 直 在致 力 于探 索 减 小氧 化 锌粒 径 、 人 提 高其 反 应 活性 的 新途 径 。 纳 米材 料 的 出现 为该 助 剂 的发 展提 供 了新 的 思路 , 而 出现 了 纳 米 氧 化 从
作者 简介 : 周祚万 (9 4 )男 , 16 . , 四川 广安人 , 西南交通 大 学教 授, 材料学博士 , 主要从事 晶须 、 米等低维材料 及其 复合材料 的 纳 研究、 开发和应 用等工作 。
图 2 氧 化 锌 晶 须 的 显微 结 构
工 原材 料 , 经 特殊 处 理 。 未
摄。
2 2 纳米 氧 化锌 对 橡 胶材 料 的 改性 试验 . 改性 橡 胶 材 料 的对 比试 验 结果 。
一
一
表 2所 示为 纳 米氧 化 锌与 四针状 氧 化 锌 晶须
一 3 9 ●
2 结 果 与 讨论 2 1 氧 化 锌 晶须 的替 代 试验 . 用纳 米 氧 化锌 替 代 普通 氧 化锌 复 合材 料 的性 能 变 化 如 表 1所 示 。 从 表 1可 以看 出, 纳 米 氧 用
能 却 出现 下 降 的趋 势 。 同时 , 纳 米 氧 化 锌 替 代 用 普通 氧 化 锌后 , 胶 复 合 材 料 的 阿 克 隆 磨 耗 量 也 橡
。 2 - ’ 5
出 现 了 明显 的下 降 。
采用 日本 电 子 公 司 产 J EM一0 C 透 射 电 镜 拍 10 X
纳米氧化锌母炼胶对NR性能的影响

取 出放 入干燥 器 中备 用 () 2 纳米 氧化锌 母炼 胶 的制备
将 NR与 改 性 纳 米 氧 化 锌 放 入 开 炼 机 上 按 NR 纳 米氧化锌 用 量 比为 3 / 0进 行 混 炼 , 成 / 07 制 纳 米氧 化锌母炼 胶 。
1 5 测 试分 析 .
1 1 主 要原材 料 .
摘要 : 将纳米 氧化锌制成纳米氧化锌母 炼胶 , 研究纳米氧化锌母炼胶对 N R硫化胶 物理性 能的影响及纳米氧化锌
的减 量 机 理 。试 验 结 果表 明 , 加 5份 普 通 氧化 锌相 比 , 2份 纳 米 氧 化 锌母 炼 胶 , 化 胶 的 拉 伸 强 度提 高 , 它物 理 与 加 硫 其
纳米氧化锌母炼 胶 , 究纳 米氧 化锌 母炼 胶对 N 研 R
硫化胶物理性 能的影 响及 纳米氧化锌 的减量 机理 。
1 实 验
液, 边搅 拌边加 入 1 0g纳 米氧 化 锌 , 续搅 拌 1 0 继
h后 , 滤并 烘 干 , 后 放 入 高 速 粉 碎 机 中 粉碎 , 过 然
NR, 烟胶 片 , 国产 品 ; 米 氧化 锌 , 径 3 泰 纳 粒
为 7 m, 0n 主要 晶态 物相 为六方 晶型 , 洲 市众 乐 株 化工有 限责任公 司产 品 。
1 2 基本 配方 . NR 1 0 硬 脂 酸 0, 种、 变量 。
基 金 项 目 :上 海 市 纳 米 科 技 专 项 基 金 资 助 项 目
(4 2 0 5 NM 0 0 8)
() 1 物理 性能 测试
1 5 防老 剂 D 1 硫 黄 ., , 变 品
硫 化胶 物理性 能按 相应 国家标 准测 定
( ) M 分 析 2 TE
纳米材料在橡胶领域中的应用研究进展

NR 纳 米复合 材料 ,并对 其微 观结 构和物 理性 能进
行 研究 。 果表 明 , 结 改性二 氧化硅 均匀分 散在 天然胶
乳基 体 中。扫描 电子显微 镜分析 显示 复合材料 呈界
面模糊 的海 岛结构 。 改性 二氧 化硅/ NR 纳米 复合材
范 丽 等 研究 纳 米 氧 化锌用 量 对 纳米 氧 化锌 / 溶 聚丁苯 橡胶 (S R) S B 复合材料 导热性能 的影响 。 结
纳米碳 酸 钙改 性 S S生 产 的 T R 鞋用 粒料 的耐 磨 B P
性 和加 工性 能得都得 到改 善 。 周 亚斌 等I 甲基丙烯 酸 ( A) 2 1 用 MA 原位 改性纳 米
碳 酸 钙 填 充 三元 乙丙 橡 胶 (P E DM ) 制备 了纳米 碳 , 酸钙 增 强 E D 硫化 胶 。考 察 了过 氧 化二 异丙 苯 P M ( P DC )用量 和 MA A用 量 对 E DM 硫 化性 能和 物 P
不易发 生聚集 现象 .这也导 致了添加纳米 氧化锌 的
NR 疲劳 断裂后 其断 裂面较 平滑 ,而添加普 通 氧化 锌 的断裂面较 粗糙 。 杨 淼等 对 纳 米 氧 化锌 进 行原 位 表 面 改性 . 研 究改 性 纳米 氧化锌 对 天然 橡胶 ( NR) 料性 能 的影 胶 响 。结 果表 明 : 与普 通氧化 锌相 比 , 性纳米 氧化锌 改
相 容 性 及 其在 硅 橡 胶 中的 分散 性优 于气 相 法 自炭
黑。
体 )在普 通橡胶 中添加 少量后 , 品的强度 、 , 产 耐磨性 和抗 老化 性等性 能均能 达到甚 至超过传 统 高档橡胶 制品 , 且能生 产出色彩 新颖 、 能优 异的新 一代橡 而 性 胶制 品 。纳 米 SO 表面存 在大 量 的活性 羟基 , 利 i 有
纳米氧化锌的应用与影响

纳米氧化锌的应用与影响橡胶工业中的应用可以作为硫化活性剂等功能性添加剂,提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标,减少普通氧化锌的使用量,延长使用寿命;陶瓷工业中的应用作为乳瓷釉料和助熔剂,可降低烧结温度、提高光泽度和柔韧性,有着优异的性能;国防工业中的应用纳米氧化锌具有很强的吸收红外线的能力,吸收率和热容的比值大,可应用于红外线检测器和红外线传感器;纳米氧化锌还具有质量轻、颜色浅、吸波能力强等特点,能有效的吸收雷达波,并进行衰减,应用于新型的吸波隐身材料;纺织工业中的应用具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能,添加入织物中,能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能;饲料工业中的应用纳米氧化锌作为一种纳米材料,具有高效的生物学活性、吸收率高、抗氧化能力强、安全稳定等特性,是目前最理想的锌源。
在饲料中用纳米氧化锌替代高锌,既可以解决动物体对锌的需求量,也减少了对环境的污染。
使用纳米氧化锌可以起到抗菌抑菌的作用,同时改善动物生产性能;涂料、化妆品及其它应用领域金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等,将这些粉末制成纳米级时,由于微粒之尺寸与光波相当或更小时,由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加,故光吸收显著增强。
各种粉末对光线的遮蔽及反射效率有不同的差异。
以氧化锌及二氧化钛比较时,波长小于350纳米(UVB)时,两者遮蔽效率相近,但是在350~400nm(UV A)时,氧化锌的遮蔽效率明显高于二氧化钛。
同时氧化锌(n=1.9)的折射率小于二氧化钛(n=2.6),对光的漫反射率较低,使得纤维透明度较高且利于纺织品染整。
纳米氧化锌还可用来制造远红外线反射纤维的材料,俗称远红外陶瓷粉。
而这种远红外线反射功能纤维是通过吸收人体发射出的热量,并且再向人体辐射一定波长范围的远红外线,除了可使人体皮下组织中血液流量增加,促进血液循环外,还可遮蔽红外线,减少热量损失,故此纤维较一般纤维蓄热保温。
纳米氧化锌的一体化工艺改性及在橡胶中的运用
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纳米氧化锌的一体化工艺改性及在橡胶中的运用摘要:纳米氧化锌是一种重要的多功能精细无机产品,大量用于橡胶、涂料、催化、气敏器件和压敏电阻器件等重要的工业领域。
但是,纳米氧化锌在作为无机添加剂使用时,存在一些问题:如易团聚、难分散、与聚合物相容性差等,直接影响其实际功效的发挥。
对其进行表面改性可以有效解决这些问题。
改性的方法有很多,其中气流粉碎一表面改性一体化工艺是在超细粉碎的同时,对纳米氧化锌颗粒进行表面改性。
该工艺把超细粉碎和表面改性两种单元操作结合在一起,具有成本低,操作方便,粒度可控,生产效率高等优点,还可以省去能耗较高的干燥设备,具有广阔的工业化应用前景。
因而本文采用气流粉碎一表面改性一体化工艺,分别以硬脂酸和二甲基二乙氧基硅烷为改性剂,对纳米氧化锌进行表面改性研究,并将改性纳米氧化锌作为硫化活性剂应用在橡胶中,考察了其对橡胶硫化性能和力学性能的影响。
关键词:纳米氧化锌;一体化工艺改性;橡胶氧化锌除具有硫化活性剂的作用外,还具有硫化、补强、相容的作用。
目前在橡胶工业中应用最多的氧化锌品种是间接法氧化锌,其纯度约为9917%,粒径为0110~0127μm,比表面积较小,活性较低,用量为3~5份即对硫化有充分的活化作用。
以2000年耗胶量200万t计算,氧化锌的年消耗量约为6万~10万t(不包括在其它行业中的用量)。
文献[1]报道,采用纳米氧化锌可以降低氧化锌用量,并保证有较高的活性,对节约我国锌资源具有重要的现实意义。
1、氧化锌在橡胶中的作用机理人们在有机促进剂的发展过程中发现氧化锌对许多促进剂都有增强促进的作用,并逐步认识了氧化锌的作用机理和方式。
在硫化过程中,氧化锌与促进剂、硫黄、硬脂酸、橡胶大分子链以及相应的中间产物都能发生反应,说明氧化锌所具有的活化促进作用复杂。
但大量的试验结果表明,氧化锌作为硫化活性剂,主要是对硫化过程中化学交联键的形成速度、交联键类型和数量产生重要的影响,从而提高硫化胶的交联程度。
纳米氧化锌的一体化工艺改性及在橡胶中的应用研究的开题报告
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纳米氧化锌的一体化工艺改性及在橡胶中的应用研究的开题报告一、选题背景:纳米材料因其具有的较大的比表面积、优异的催化性能、增强的机械性能、优异的光学特性等特点,在许多领域中得到了广泛的关注。
其中,纳米氧化锌(ZnO)是一种重要的半导体材料,因其具有良好的光电特性、高度稳定性和良好的生物相容性等特性,已被广泛应用于太阳能电池、透明电极、生物传感器等领域。
同时,橡胶作为一种广泛使用的材料,其应用领域也非常广泛,如轮胎、橡胶管、密封件等。
在橡胶中添加纳米氧化锌,能够提高其机械强度、耐磨性和耐老化性能,减少能源消耗和材料使用量,具有非常广阔的应用前景。
基于上述背景,本文选取了纳米氧化锌在橡胶中的应用作为研究对象,旨在通过一体化改性工艺,研究纳米氧化锌在橡胶中的分散性和增强效果,为橡胶材料的开发和改性提供一定的参考依据。
二、研究内容:(1)纳米氧化锌的一体化工艺改性本文将采取溶剂法和筛选法相结合的方法,制备分散性良好的纳米氧化锌,并通过一体化工艺,对橡胶材料进行改性。
在一体化过程中,我们将研究纳米氧化锌的添加量、搅拌速度和时间等因素对橡胶材料性能的影响。
(2)橡胶材料的理化性能测试通过对一体化改性后的橡胶材料进行多种理化性能测试,如拉伸强度、断裂伸长率、硬度、磨损性能和老化性能等,评价纳米氧化锌在橡胶中的增强效果和耐老化性能,探究改性工艺的最优条件。
(3)橡胶材料的表征分析通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱、热重分析(TG)等手段,对一体化改性后的橡胶材料进行表征分析,研究纳米氧化锌在橡胶中的分散情况及其与橡胶材料之间的相互作用机理。
三、研究意义:通过本研究,不仅可以探究纳米氧化锌在橡胶中的增强效果和耐老化性能,同时也有利于提高橡胶材料的性能和降低成本。
此外,本研究也可以为在其他材料中应用纳米氧化锌提供一定的借鉴和参考。
四、研究方法和技术路线:(1)制备纳米氧化锌:采用溶剂法制备纳米氧化锌,并通过筛选法选择粒径较小的颗粒。
纳米氧化锌对天然橡胶(NR)的改性研究的开题报告
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纳米氧化锌对天然橡胶(NR)的改性研究的开题报告一、研究背景天然橡胶(Natural Rubber, NR)是一种重要的弹性材料,广泛应用于汽车轮胎、鞋底、胶水、弹性垫等领域。
然而,由于NR的力学性能、耐热性、耐久性等方面仍有待提高,因此需要对其进行改性,以满足不同应用领域的需求。
其中,纳米材料作为一种新型材料,具有优异的力学、热学、光学性能,因此成为了一种重要的NR改性材料。
二、研究目的与意义本研究旨在探究纳米氧化锌(ZnO)对NR的改性作用及机理,研究涉及纳米氧化锌的制备、改性过程及改性后NR的性能表现。
通过研究,可以深入了解纳米氧化锌在NR改性中的应用前景,为NR的应用拓展提供技术支持。
三、研究内容1. 纳米氧化锌的制备本研究将采用溶胶-凝胶法(Sol-gel method)制备纳米氧化锌。
通过控制制备过程中的反应温度、反应时间等参数,得到具有优异性能的纳米氧化锌。
2. 纳米氧化锌对NR的改性作用将制备好的纳米氧化锌与NR进行混炼,并通过扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、动态力学分析(DMA)等手段,探究纳米氧化锌对NR力学性能、耐热性和耐久性等方面的改善作用。
同时,通过测定NR的水分含量、溶解度等参数,评估纳米氧化锌对NR加工过程的影响。
3. 纳米氧化锌在NR改性中的机理研究通过分析纳米氧化锌与NR的相互作用方式,进一步探讨纳米氧化锌在NR改性中的机理。
四、研究方法本研究将采用溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌,并借助SEM、TGA、DMA等手段对NR及改性后的NR进行性能表征,通过计算得到的数据分析纳米氧化锌在NR改性中的机理。
五、预期成果与价值本研究结果将有助于深入了解纳米氧化锌在NR改性中的作用机理,并为NR在不同领域的应用提供技术支持。
同时,本研究还将为纳米氧化锌的应用提供新思路,为其未来的研究提供借鉴。
原位聚合改性EPDM_NR并用胶的性能研究
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原位聚合改性EPDM/NR 并用胶的性能研究王 燕,刘亚青,孙友谊3,周 兴,赵贵哲(中北大学山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原 030051) 摘要:通过原位聚合法对EPDM 进行改性,并研究单体种类和用量对EPDM/NR 并用胶物理性能的影响。
结果表明,当甲基丙烯酸甲酯(MMA )单体用量(以EPDM 质量为5g 计)为10mL 时,并用胶的撕裂强度和拉断伸长率达到最大值;当MMA 用量增大到20mL 时,并用胶的拉伸强度和邵尔A 型硬度分别为9.66MPa 和90度,但拉断伸长率和撕裂强度明显下降。
加入苯乙烯单体的EPDM/NR 并用胶物理性能下降。
关键词:EPDM ;NR ;并用胶;原位聚合;溶胀;甲基丙烯酸甲酯;苯乙烯 中图分类号:TQ333.4;TQ332 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2009)022*******作者简介:王燕(19812),女,河南新乡人,中北大学助教,硕士,主要从事聚合物改性研究工作。
3通讯联系人 EPDM 具有优异的物理性能,耐低温、耐腐蚀、耐氧化和硫化性能突出,因此在对树脂的增韧和耐低温性能改善方面备受瞩目。
关于EPDM 改性方面的研究主要集中在其与树脂共混提高树脂的韧性方面[1],而有关其补强橡胶的研究较少。
国内外关于EPDM 的改性研究主要有两个方面,一是EPDM 与其它橡胶的并用[224],二是通过EPDM 与树脂的共混改善其强度等性能[5210]。
虽然共混使其一些性能得到改善,但是由于EP 2DM 通常与其它聚合物相容性较差,因此共混材料的物理性能往往不是很理想;在共混基础上进行接枝改性可改善其与其它材料的相容性,但可控性较差,不容易产业化,而且部分接枝改性还容易腐蚀设备。
本工作通过原位聚合的方法,利用树脂的特性补强EPDM ,以达到提高EPDM/NR 并用胶性能的目的。
1 实验111 主要原材料EPDM ,牌号EP4640,美国杜邦公司产品;NR ,科塔亚姆ISNR5,印度橡胶研究所产品;苯乙烯(St ),分析纯,天津市东丽区天大化学试剂厂产品;甲基丙烯酸甲酯(MMA ),分析纯,天津市登峰化学试剂厂产品;1,42对苯二酚,分析纯,杭州双林化工试剂厂产品;氧化锌和促进剂DM ,化学纯,焦作市化工三厂产品;硬脂酸,化学纯,天津市泰兴试剂厂产品;防老剂4010,化学纯,北京化工厂产品;促进剂TM TD ,化学纯,上海景惠化工有限公司提供;炭黑,青州博奥炭黑有限责任公司产品;硫黄,化学纯,洛阳市化学试剂厂产品。
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关 键词 : NR; 位表 面改 性 ; 米 氧化 锌 ; 理 性 能 原 纳 物
中 图分 类 号 : 3 0 3 7 TQ32 TQ 3 . 8 ; 3
文献标志码i A
文 章 编 号 :0 08 0 2 1 ) 10 3 —4 10 ~9 X(0 10 —0 40
产品 。
1 4 试 样 制 备 . 1 4 1 纳 米 氧 化 锌 的 改 性 ..
进行 原位表面 改性 , 以减轻其 团聚程 度 , 大其 在 增 NR中的分散 性 , 而提高 NR硫化胶 的物理性能 。 从
1 实 验
将 一 定 量 硬 脂 酸 加 入 三 颈 烧 瓶 中 , 热 至 9 加 0
首 先 对 NR 进 行 塑 炼 , 在 两 辊 开 炼 机 上 进 再
行 混炼 , 温 不 能 高 于 5 辊 5℃ 。混 炼 工 艺 为 : NR
塑炼 胶 、 脂 酸 一 氧 化 锌 、 进 剂 、 老 剂 一 硫 硬 促 防
XK 1 0 型 两 辊 开 炼 机 , 海 橡 胶 机 械 厂 产 一6 B 上 品 ; B 3 0 3 0 2型 平 板 硫 化 机 , 海 第 一 QL 5 × 5 × 上
1 1 主 要 原 材 料 .
℃, 待其 完 全 熔融 后 , 加人 乙酸锌 , 拌使 其 均 再 搅 匀 分散于 硬脂 酸熔体 中, 随后加入 表 面活性剂 , 继 续搅 拌 3 n后将 溶胶倒 入平底 蒸发 皿 中 ; 平 0mi 将 底蒸发 皿置 于真 空 干燥 箱 中真 空 冷却 至 室 温 , 得
摘 要 : 纳 米 氧化 锌 进行 原 位 表 面 改 性 , 究 改 性 纳 米 氧 化 锌 对 NR 胶料 性 能 的 影 响 。结 果表 明 : 对 研 与普 通 氧 化 锌
相 比 , 性 纳米 氧 化 锌 的 团 聚 程 度 减 轻 , 径 分 布 均 匀 ; 改 粒 在改 性 纳米 氧 化 锌 用 萤 为 5份 时 , 料 的 t 延 长 ,。缩 短 , 胶 o t 。 硫
D/ x2 5 C型 x射 线 衍 射 仪 ( RD 和 Hi Ma 一5 0P x ) -
tc i 8 0型 透 射 电 子 显 微 镜 ( M) E 本 ah 0 H一 TE ,l
日立 公 司 产 品 ; c l X 一 7 型 傅 里 叶 Ni e NE US6 0 o t
转 换 红 外 光 谱 ( T R) , 国 Ni lt 司 F I 仪 美 ce公 o
到 凝 胶 ; 凝 胶 置 于 马 弗 炉 中 5 0 ℃ 煅 烧 6h 得 将 0 , 到原位 表面 改性纳 米氧化 锌 。
1 4 2 胶 料 制 备 ..
N 3 R, 烟 胶片 , 国产 品 ; 通 氧 化锌 , 海 泰 普 上 京华化 工厂 有 限 公 司 产 品 ; 纳 米 氧 化锌 , 改 1 未 性, 粒径 约为 6 m, 0n 自制 ; 纳米 氧化锌 , 2 经过 原
黄一 薄通一 捣胶 下片 。混炼胶 停 放 8h以上 。胶 料在 平 板 硫 化 机 上硫 化 , 化 条 件 为 : 5 硫 1 0℃ ×
( 9 + 2 m i )。 t0 n
橡 胶机械 厂产 品 ; MDR 2 0 一0 0型无 转子 硫化 仪 , 无
基 金 项 目 : 海 市 教 委重 点 学 科 建 设 项 目( 5 l 2 上 J O0 ) 作 者简 介 : 淼 ( 9 2 ) 男 , 苏苏 州人 , 海工 程 技 术 大 学 杨 18 , 江 上 在读 硕 士研 究 生 , 事功 能 性 高分 子 材料 及 纳米 复合 材 料 的研 究 。 从 *通 信 联 系人
位 表 面 改 性 , 径 约 为 7 I, 粒 0nT 自制 。 l 1 2 试 验 配 方 . NR 1 0 硬 脂 酸 2 防 老 剂 D 1 硫 黄 0, , ,
3 促 进剂 C 1 氧 化锌 , Z ,
1 3 主 要 设 备 与 仪 器 .
变 品种 、 量 。 变
纳 米 氧 化 锌 因具 有 纳 米 粒 子 所 特 有 的 小 尺 寸 效 应 、 面 效 应 以及 量 子 隧 道 效 应 等 而 使 材 料 的 界
锡市 蠡园 电子化 工设 备 有 限公 司产 品 ; MV29 E —0
型 门尼 粘 度 仪 和 TC 一0 0型 电子 拉 力 试 验 机 , S2 0 中 国台湾 高铁 科 技 股 份 有 限 公 司 产 品 ; tc i Hi h a
1 5 测 试 分 析 . 1 5 1 XRD 分 析 . .
采用 X RD观测 氧化锌 粉体微 粒 的尺寸 。
第 1 期
杨 淼 等 . 位 表 面 改 性 纳 米 氧 化 锌 对 NR胶 料 性 能 的影 响 原
物 理性 能得到 提高口 ] 。热 力学 理论表 明 , 料粒 材
径越 小 , 分散 效 果 越差 。纳 米 氧化 锌 由于粒 径 其
小, 比表 面 能高 , 粒趋 向于 团聚 , 而 限制 了其 颗 从 纳米效 应 的发 挥 ] 。为 了解 决 这一 问题 , 工作 本
在 用 溶 胶一 胶 法 制 备 纳 米 氧 化 锌 的 过 程 中 , 其 凝 对
3 4
橡
胶
工
业
21 0 1年 第 5 8卷
原 位 表 面 改 性 纳 米 氧 化 锌 对 NR 胶 料 性 能 的影 响
杨 淼 , 邓 力 , 月辉 , 利 毅 。 陈 施
( . 海 工 程技 术 大 学 材 料 工 程 学 院 , 1上 上海 纳米 科 学与 技 术 研究 中 心 , 海 上 204) 0 44 2 1 2 ;. 0 6 0 2 上海 工 程 技 术 大 学 化 学 化 工 学 院 , 海 上 2 1 2 ; . 海 大学 0603上