收藏本站
《华南理工大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

丁苯橡胶/炭黑/蔗渣纳米纤维素的性能与界面研究

李彩新  
【摘要】:在橡胶工业中,炭黑(Carbon black,CB)是一种重要的补强填料,但其为不可再生资源,且加工过程粉尘污染严重、耗能大,因而急需寻求新的填料替代CB。纳米纤维素具有尺寸稳定性、良好的流变性能和加工性能,既保持了纤维素的特点,亦具备纳米材料尺度效应的独特性能,与传统的橡胶补强填料相比,具有低密度、高比强模量和高比强度等优点,是一种较为理想的补强填料。蔗渣中含有大量的纤维素,将其作为原料制备纳米纤维素替代CB补强橡胶,不仅可以缓解传统填料造成的环境压力,还可改善橡胶制品的降解性能,同时增加了蔗渣回收利用的途径。本论文以蔗渣为原料,通过碱解、氧化等步骤制得纳米级的蔗渣纤维素(Bagasse nanocellulose,BNC),同时制备了SBR/CB/BNC复合材料。固定填料总份数为45 phr,研究BNC替代CB量分别为5、10、15、20 phr时对丁苯橡胶(Butadiene Styrene Rubber,SBR)性能的影响,并与45 phr CB补强SBR的性能进行对比。结果表明:BNC的加入使得体系的Payne效应减弱,填料在基体中得到较好的分散,并改善了胶料的加工性能,同时BNC对体系的硫化具有一定的促进作用,复合材料的抗湿滑性和生物降解性均得到改善。其中含10 phr BNC的SBR/CB/BNC复合材料性能最佳,可保持SBR/CB体系的性能。利用马来酸酐和苯乙烯对BNC进行接枝制得改性蔗渣纳米纤维素(BMS),并用其部分替代CB制备SBR/CB/BMS复合材料。研究表明,BMS的加入,使CB补强的SBR相比SBR/CB/BNC体系的Payne效应进一步降低。随着BMS的增加,SBR/CB/BMS复合材料的力学性能和耐磨耗性能呈先升后降的趋势,相比SBR/CB/BNC体系性能明显提高,其中BMS为10 phr时,SBR/CB/BMS复合材料的力学性能最佳且明显优于SBR/CB体系。SBR/CB/BMS复合材料的热稳定性和老化性能优于SBR/CB/BNC复合材料。通过研究BNC和BMS对填料与橡胶间的界面相互作用的影响,并与SBR/CB复合材料的界面作用进行对比,研究BNC和BMS对SBR的补强机理,SBR/CB/BMS复合材料比SBR/CB体系和SBR/CB/BNC体系具有更厚的受限橡胶分子层,同时拥有更低的滚动阻力。SBR/CB/BMS复合材料中填料(CB/BMS)与橡胶之间具有强相互作用。针对BMS填充橡胶复合材料性能的明显提高,研究了SBR与BMS之间的界面相互作用,通过微观测试和宏观表征,发现BMS在橡胶基体中分散较好,与SBR基体具有很好的相容性和较强的物理界面相互作用。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ333.1;TB332

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 Ju Gu;Wan-juan Chen;Lu Lin;Yuan-fang Luo;De-min Jia;;EFFECT OF NANOCRYSTALLINE CELLULOSE ON THE CURING CHARACTERISTICS AND AGING RESISTANCE PROPERTIES OF CARBON BLACK REINFORCED NATURAL RUBBER[J];Chinese Journal of Polymer Science;2013年10期
2 古菊;林路;罗远芳;贾德民;;纳米微晶纤维素对炭黑补强天然橡胶力学性能和动态性能的影响[J];高分子学报;2012年08期
3 古菊;林路;罗远芳;贾德民;;纳米微晶纤维素替代炭黑补强天然橡胶[J];华南理工大学学报(自然科学版);2012年04期
4 古菊;李雄辉;贾德民;罗远芳;程镕时;;天然微晶纤维素晶须补强天然橡胶的研究[J];高分子学报;2009年07期
5 王梦蛟;;填料-弹性体相互作用对填充硫化胶滞后损失、湿摩擦性能和磨耗性能的影响(续一)[J];轮胎工业;2007年11期
6 郭瑞;丁恩勇;;纳米微晶纤维素胶体的流变性研究[J];高分子材料科学与工程;2006年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘玄;陈福林;白二雷;岑兰;周彦豪;;改性微晶纤维素的制备及其对丁苯橡胶性能的影响[J];橡胶工业;2015年12期
2 孙举涛;梁云昊;孙佳佳;;微晶纤维素/白炭黑复合填料对高乙烯基溶聚丁苯橡胶性能的影响[J];橡胶工业;2015年11期
3 麦东东;;天然橡胶/二氧化硅/微晶纤维素复合材料的性能研究[J];广东石油化工学院学报;2015年04期
4 张帅;赵素合;吴友平;任月庆;马建华;;不同填料填充集成橡胶对复合材料动态粘弹性能的影响[J];橡胶工业;2015年05期
5 王洁;胡云楚;徐晨浩;田梁材;汤静芳;卿彦;吴义强;;纳米纤维素尺寸和形态的可控制备与表征[J];中南林业科技大学学报;2015年05期
6 张佳佳;王经逸;何俊宽;徐子钦;侯王蒙;贾红兵;;生物质材料增强聚合物的应用研究进展[J];合成橡胶工业;2014年05期
7 马建华;张立群;吴友平;;轮胎胎面胶料性能及其机理研究进展[J];高分子通报;2014年05期
8 冯文江;贾德民;郭宝春;;橡胶纳米复合材料的一些新进展[J];高分子通报;2014年05期
9 徐信武;陈玲;刘秀娟;周秉亮;杨勋;沈金祥;王世民;;木材-橡胶功能复合材料的研究进展[J];林业科技开发;2014年02期
10 刘全章;赵洪国;胡海华;龚光碧;李芳红;;表面改性白炭黑增强溶聚丁苯橡胶的性能[J];合成橡胶工业;2014年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐苏华;古菊;罗远芳;贾德民;;纳米微晶纤维素对白炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响[J];复合材料学报;2011年06期
2 林路;古菊;谢东;罗远芳;贾德民;;改性淀粉/丁苯橡胶复合材料的制备及性能研究[J];复合材料学报;2010年02期
3 古菊;李雄辉;贾德民;罗远芳;程镕时;;天然微晶纤维素晶须补强天然橡胶的研究[J];高分子学报;2009年07期
4 章毅鹏;朱长风;桂红星;廖建和;;纳米晶纤维素补强天然橡胶的研究[J];热带农业科学;2008年03期
5 王能;丁恩勇;程时;;纳米微晶纤维素表面改性研究[J];高分子学报;2006年08期
6 杨春亮 ,陈鹰 ,钱红莲 ,李普旺;4种复合粘合剂对天然橡胶制品力学性能的影响[J];热带作物学报;2004年04期
7 王能,丁恩勇;酸碱处理后纳米微晶纤维素的热行为分析[J];高分子学报;2004年06期
8 黎国康,丁恩勇,李小芳,姜勇;纳米晶体纤维素Ⅱ的制备与表征研究[J];纤维素科学与技术;2002年02期
9 李小芳,丁恩勇,黎国康;一种棒状纳米微晶纤维素的物性研究[J];纤维素科学与技术;2001年02期
10 张黎明,谭业邦,尹向春,张健,黄少杰,陈丹青,李卓美;水溶性两性接枝纤维素的合成研究[J];纤维素科学与技术;1999年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马南钢;;复合材料及纳米工程研究的新进展[J];国际学术动态;2006年03期
2 赵云龙;;表面机械自身纳米化研究进展[J];新技术新工艺;2015年03期
3 何柏林;颜亮;史建平;陈朝霞;;金属材料表面自纳米化及其研究现状[J];热加工工艺;2009年20期
4 丛志新;王宇;;浅析表面自身纳米化及其应用进展[J];热处理技术与装备;2008年01期
5 胡国雄;盛光敏;韩靖;;塑性变形诱发表面自纳米化的研究及其应用[J];材料导报;2007年04期
6 邹龙,范学工,桂卉;纳米化头孢唑林钠对细菌敏感性的体外实验[J];中南大学学报(医学版);2005年03期
7 何丹农;;探索加快推动纳米科技应用的方法和思路[J];中国粉体工业;2008年02期
8 高鹏;;表面自纳米化对钛及钛合金性能影响的研究现状[J];西部皮革;2016年20期
9 李慧敏;李淼泉;刘印刚;刘洪杰;;钛合金表层机械处理的纳米化组织、力学性能与机理研究进展[J];中国有色金属学报;2015年03期
10 梁永立;张俊宝;宋洪伟;;表面自纳米化钢铁材料的研究进展[J];世界钢铁;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程虎民;;中药的超细化与纳米化[A];中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会论文集[C];2011年
2 姜辉;汪德清;宋淑珍;董矜;田亚平;;纳米化技术对玉米活性物质抗氧化水平的增效研究[A];第十届全军检验医学学术会议论文汇编[C];2005年
3 张广源;李周亭;杨学斌;王霞;尚凤琴;;纳米化炸药制备工艺综述[A];第十六届中国科协年会第九分会场含能材料及绿色民爆产业发展论坛论文集[C];2014年
4 李春生;张国英;周春远;陈军;;锌-空气电池关键材料纳米化及性能研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
5 王磊;;纳米多孔复合材料的制备及其生物应用[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题O:共价骨架高分子与二维高分子[C];2017年
6 黄勇;;在纤维素纳米化过程中微环境极性对纳米材料形貌结构的调控[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题P:生物基高分子[C];2017年
7 韩磊;;MOF纳米晶及其复合纳米材料的制备及性能研究[A];中国化学会第八届全国配位化学会议论文集—口头报告[C];2017年
8 唐新峰;李涵;谢文杰;;结构纳米化设计提高材料热电传输性能——熔体旋甩结合放电等离子烧结技术在热电材料制备中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 胡兰青;李茂林;卫英慧;许并社;;铝合金高能喷丸表层纳米化的TEM观察[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
10 陶德华;张玉伟;付尚发;;纳米化微粒在脂中的润滑性[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 桂运安;神奇纳米 开启智慧“组装”之旅[N];安徽日报;2017年
2 吕林;联合荣大开发节能纳米碳化硅红外辐射涂料[N];中国冶金报;2009年
3 辛奋;纳米将带给我们一个什么样的世界?[N];中国中医药报;2001年
4 刘春燕;赢在纳米时代[N];华夏时报;2001年
5 王永利;吴金龙:创新就是否定自我[N];科技日报;2001年
6 ;塑造未来材料科学日新月异[N];科技日报;2003年
7 张芳;纳米护肤品其实没那么神[N];科技日报;2005年
8 中国青年报·中青在线记者 邱晨辉;不看论文,就看现实生产力[N];中国青年报;2018年
9 记者 薛冬;纳米化技术表面氮化应用获重要进展[N];光明日报;2003年
10 记者 王钰;纤维素纳米化技术体系或将建立[N];中国绿色时报;2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘瑞远;硅纳米结构异质结太阳能电池的光电转化及电能存储研究[D];苏州大学;2017年
2 尤增宇;类石墨相氮化碳/窄带隙半导体纳米复合光催化剂制备及其构效关系研究[D];浙江大学;2018年
3 孙慕华;纳米微区锂离子固态电化学过程的原位透射电镜研究[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2018年
4 付虎辉;稀土掺杂无机纳米材料的制备、发光性能及应用研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所);2018年
5 陈美玲;聚对苯撑苯并双噁唑纳米纤维复合材料的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
6 赵超亮;氮化镓和氮化铝晶体及纳米结构的合成与力学性质表征[D];哈尔滨工业大学;2017年
7 钟颖;Cu_6Sn_5纳米颗粒低温烧结机理及耐高温纳米晶接头的制备[D];哈尔滨工业大学;2017年
8 蔡学成;纳米/超细晶镁合金的制备与组织性能研究[D];燕山大学;2017年
9 庞飞;基于纳米结构的光催化材料体系的研究[D];华东师范大学;2017年
10 杨恒攀;有机掺杂纳米金属电极的制备及其电合成应用[D];华东师范大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 安惠芳;水凝胶衍生的三维多孔硅基材料的制备及其储锂性能研究[D];南京师范大学;2018年
2 徐敏;稀土掺杂核壳纳米晶上转换发光材料及其在温度传感与水检测上的应用研究[D];杭州电子科技大学;2018年
3 李威;水解法制备纳米TiO_2的研究[D];昆明理工大学;2018年
4 李彩新;丁苯橡胶/炭黑/蔗渣纳米纤维素的性能与界面研究[D];华南理工大学;2018年
5 巩筱;纳米纤维素纤丝的改性及其应用研究[D];江南大学;2018年
6 夏兆康;CoFe_2O_4复合纳米纤维材料的静电纺制备及性能研究[D];江南大学;2018年
7 程城;四种农药纳米化及其光控缓释体系研究[D];浙江大学;2017年
8 王庆波;烟杆纳米纤维素及自组装纳米纸的制备和性能研究[D];昆明理工大学;2018年
9 孙欣;T-Nb_2O_5纳米复合材料的制备及其储锂性质研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
10 王晓强;自催化制备金属粒子/二氧化硅纳米复合胶囊及其结构调控[D];哈尔滨工业大学;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026