文档介绍：绢云母改性论文
绢云母表面改性
编者:李世杰
摘要:选择绢云母100份、钛酸酯偶联剂 NDZ-201 1份、液体石蜡(白油)1份(质量份)制得的活性绢云母,对天然橡胶硫化胶的补强效果较好。改性绢云母对天然橡胶硫化胶的补强效果,随其粒径的减小(目数增大)而加强。改性绢云母的补强效果优于轻钙和重钙,与陶土相当,但低于半补强炭黑、喷雾炭黑和滑石粉。
关键词:天然橡胶;钛酸酯偶联剂;改性;补强;绢云母
引言:绢云母为层状构造的铝硅酸盐矿物,属单晶斜系,自然色为银灰色,并具有丝绢感觉,其化学式为KAl2〔AlSi2O10〕(OH)2,主要化学成份为二氧化硅(49%~58%)、三氧化铝(19%~28%)。有关它在塑料和橡胶中的应用报道较少(2~4)。由于它是亲水性的无机填料,如不进行表面处理,则表面活性很差,与橡胶的界面结合力低。若作为橡胶的填充材料,必须经过表面改性处理。本文选择不同品种的偶联剂,处理绢云母,探讨了偶联剂品种、用量以及活化处理后绢云母的用量等因素,对天然橡胶硫化胶力学性能及微观结构的影响,并同橡胶工业常用补强剂进行了对比。
1 实验部分
实验用主要原料
天然橡胶(NR),1#标准颗粒胶;氧化锌(ZnO);促进剂 CZ产;促
进剂 DM;防老剂 D;绢云母,600目、800目、1000目、1500目;半补强炭黑(SBF);喷雾炭黑;白陶土,425目;滑石粉,800目;重钙,800目;活性轻钙,1000目;白炭黑,通用型;硬脂酸(SA),一级品;***化石蜡,含***量52%(质量);钛酸酯偶联剂,NDZ-101、NDZ-102、NDZ-201、NDZ-311;硅烷偶联剂,KH-550、KH-570。
主要仪器与设备
SK-160B双辊筒塑炼机,上海橡胶机械厂生产;XK-160炼胶机,湛江机械厂生产;QLB-350×350×2 25t平板硫化机,上海第一橡胶厂生产;XQ-250橡胶强力试验机,上海非金属试验机厂生产;邵氏A硬度计,上海六菱仪器厂生产;V-10L高速混合机,常州武进通用机械厂生产;SX-40扫描电镜,日本明石公司生产。
试样制备
填料活化处理:首先称量填料1kg加入高速混合机,再按配方要求,称取偶联剂和稀释剂,并将它们在烧杯中混匀后一同加入高速混合机中。低速混合1min后,再高速混合6min,即可得到经偶联剂处理的活化绢云母。
混炼胶制备:在开炼机中首先加入经一段素炼的天然橡胶,包辊后逐渐加入活化绢云母、氧化锌、防老剂、硫化促进剂、硫磺等助剂,混匀后再薄通3次,使助剂进一步分散均匀。
硫化:采用25t加热平板硫化机硫化,温度为160℃,时间为10min,压力为12MPa。硫化胶停放24h后,进行性能测试。
性能测试:①力学性能按国标进行测试;②扫描电镜分析,将
试片先在液氮中脆断,表面喷金后,观察绢云母在天然橡胶中的分散和界面结构。 2 结果与讨论
不同偶联剂品种改性绢云母对天然橡胶性能的影响
偶联剂的结构中,含有亲水基团和亲油基团,能在无机填料和天然橡胶之间起到“分子桥”作用。因此,采用合适的偶联剂来改善绢云母的表面性质,才能增加它与天然橡胶的相容性。实验中共选择4种钛酸酯类偶联剂(NDZ-