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《浙江大学》 2006年
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硅烷偶联剂对SSBR/SiO_2体系流变行为与力学性能的影响

周明  
【摘要】:通常绿色轮胎胎面胶使用SiO_2作为补强材料,而SiO_2粒子不易在橡胶中分散,导致胶料性能变差。除混炼工艺外,偶联剂的应用被认为是改善SiO_2分散状态的重要手段。双官能团硅烷偶联剂不仅能提高其与橡胶相容性,还可与橡胶发生反应,导致SiO_2与橡胶的结合力增大,使SiO_2分散更加均匀。 本论文以γ-巯丙基三乙氧基硅烷与己酰氯为单体,在N_2保护与低温下合成新型偶联剂3-己酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷(HXT)。将HXT与双-(3-乙氧基硅基丙基)-二硫化物(TESPD)分别添加到溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)/SiO_2混炼胶体系中,采用流变学方法表征复合体系的动态粘弹行为。结果表明,HXT可改善填料和基体的相互作用,有效阻止SiO_2粒子在加工过程中的团聚。与TESPD相比,含HXT体系具有较高“Payne效应”临界应变值(γ_c)。 研究了高填充补强SSBR混炼胶的动态流变特性。分别考察了在两个混炼温度(120℃、160℃)下添加三种不同偶联剂(双-(3-乙氧基硅基丙基)-四硫化物、双-(3-乙氧基硅基丙基)-二硫化物(TESPD、3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷)对SiO_2粒子表面改性的效果。结果表明,较低混炼温度不利于偶联剂对SiO_2粒子的表面改性,在较高混炼温度下,偶联剂TESPT、PESPD、NXT均对SiO_2粒子表面有显著的改性效果,但同时引起混炼胶不同程度的焦烧,其中以TESPT最明显。随SiO_2粒子表面改性程度的提高,出现“Payne效应”的临界应变(γ_c)值以及低频率(ω)区域动态储能模量(G′)与ω的对数关系logG′~logaω曲线的斜率值均增大,反映出偶联剂对SiO_2与SSBR相互作用的促进以及SiO_2粒子分散的改善。 考察了填料含量与偶联剂结构对SSBR/SiO_2动态流变行为的影响。不含偶联剂体系出现SiO_2聚集体。在G′~γ系图中出现了“Payne效应"以及高抠域的G′与G″峰值;同时,低ω区域出现明显的G′平台。偶联剂的加入,促进了SiO_2在体系中的分散,增强了体系中填料的网络结构,使体系的模量降低,G′的线性粘弹区域(Linear Viscoelastic Range,LVR)显著增大;而动态损耗模量(G″)~γ曲线出现G″极大值,高γ区域的G′与G″峰值消失,同时低γ区域力学损耗正切值(tanδ)减小。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ330.1

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1 周明;硅烷偶联剂对SSBR/SiO_2体系流变行为与力学性能的影响[D];浙江大学;2006年
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