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高沸醇木质素在橡胶改性中的应用基础研究

许金仙  
【摘要】:高沸醇木质素(以下简称 HBS 木质素)是一种利用高沸醇溶剂法从植物 原料中提取得到的木质素。HBS 木质素是一种新型的环境友好材料,与传统 造纸“黑液”中的木质素磺酸盐和碱木质素相比具有更大的化学反应活性,本 文利用其特点,分别制备了胶乳共沉 HBS 木质素及环氧化 HBS 木质素,并对 反应产物进行红外光谱、比表面积和环氧当量的表征,测试结果表明共沉与环 氧化改性是有效的。 环氧化 HBS 木质素作为硫化交联剂应用于氯丁橡胶(CR),环氧氯丙烷的 用量是影响胶料性能的主要因素。环氧化 HBS 木质素加入橡胶中有延迟硫化的 作用,可提高混炼胶的流动性,降低混炼胶的转矩,且用量越多,作用越明显。 环氧化 HBS 木质素的用量从 0 份增加到 6.0 份,硫化胶的扯断伸长率从 601.73%上升至 1080.78%,但拉伸强度略有降低。硫化温度越高,硫化时间越 短,而硫化胶的性能变化不大。环氧化 HBS 木质素的环氧基越多,硫化胶的耐 老化性能越好。环氧化 HBS 木质素对氯丁橡胶的耐溶剂性、热稳定性影响不 大。SEM 分析表明,环氧化 HBS 木质素的加入有助于其它填料在橡胶中分散 均匀,但硫化胶变得松软,可能是由于环氧化 HBS 木质素与橡胶发生反应, 产生交联结构。实验表明,HBS 木质素与环氧氯丙烷比例为 1:4,环氧化物用 量为 4.0 份时橡胶性能最优。 共沉 HBS 木质素作为补强剂应用于丁腈橡胶(NBR)。随着共沉物用量的 增加,混炼胶的正硫化时间变长,门尼粘度变大,可能是由于木质素分子上的 酚羟基与甲氧基构成了一种受阻酚结构。添加共沉物的量从 0 份增加到 40 份, 硫化胶的拉伸强度从 2.38Mpa 增加到 13.82Mpa,扯断伸长率从 270%上升到 480%,说明 HBS 木质素的加入可改善硫化胶的性能。共沉物的共沉比例为 1:4、 硫化条件为 160℃×2min 时的硫化胶性能最佳,具有良好的耐老化性,松木木 质素的补强效果较好。SEM 照片显示,添加 30 份 HBS 木质素时硫化胶的助 剂分散最均匀。随着木质素用量的增加,硫化胶的表观交联密度增大。 髙沸醇木质素是一种新型的橡胶添加剂,有良好的应用前景。此应用研究 为 HBS 木质素开辟了一个新的方向,今后有望其得到进一步推广。


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