nr复合材料的性能研究

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1、第5期姚居峰等．酚醛树脂改性淀粉／NR复合材料的性能研究261酚醛树脂改性淀粉／NR复合材料的性能研究姚居峰，王元霞，罗亦飞，吴友平(北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京100029)摘要：采用间苯二酚一甲醛(RF)树脂改性淀粉，通过乳液共沉法制备淀粉／NR复合材料，研究改性淀粉用量对复合材料性能的影响，并与相同体积分数的炭黑和偶联剂Si69改性的白炭黑填充的NR复合材料进行对比。试验结果表明，RF树脂的加入增强了淀粉与NR之间的交联作用，提高了淀粉／NR复合材料的物理性能；当淀粉用量为2o份、经3．6份RF树脂改性后，复合材料的综合性能最佳；随着改性

2、淀粉用量的增大，复合材料的硬度和300定伸应力增大。当填料体积分数相同时，改性淀粉对NR的补强效果与炭黑接近，且优于白炭黑。关键词：淀粉；NR；复合材料；酚醛树脂；改性中图分类号：TQ330．383；TQ332文献标识码：A文章编号：1000-890X(2010)05-0261—07淀粉来源于植物资源，产量丰富，价格低廉，有限公司产品；炭黑N33O，天津海豚炭黑有限公可再生和生物降解，长期以来被广泛应用于食品、司产品；偶联剂Si69，南京曙光化工集团有限公造纸、纺织、精细化工、包装材料等工业。近年来，司产品；白炭黑，牌号Ultrasil~VN3，德国德固赛将淀粉作为橡胶补强

3、填充剂的研究也越来越公司产品。多[1]。目前，美国固特异橡胶轮胎公司已开发出1．2试验配方使用淀粉填充橡胶制备低滚动阻力轮胎的技试验配方如表1和2所示。术[g]。张立群等发明了一种淀粉水溶液与橡胶乳液共混共凝聚的方法(简称乳液共沉法，LCM表1改性淀粉用■为变量的试验配方份法)，该方法使淀粉在橡胶基体中的分散性显著提高[10-13]。本工作采用间苯二酚一甲醛(RF)树脂改性淀粉，通过LCM法使改性淀粉在NR乳液中分散均匀，以改善淀粉与NR之间的界面结合，获得淀注：配方其余组分和用量为氧化锌5，硬脂酸2，防老剂粉粒径较小、分散均匀的淀粉／NR复合材料，并4010NA／RD1／

4、1，硫黄2，促进剂D／DM／TMTD0．5／0．7／0．2。与相同体积分数的炭黑和偶联剂Si69改性的白炭黑填充的NR复合材料进行对比，以期为改性表2相同体积分数填料对比的试验配方份淀粉的应用提供参考。1实验1．1主要原材料天然胶乳，北京胶乳厂提供；支链淀粉，粒径为10~100m，长春大成特用玉米变性淀粉开发基金项目：国家自然科学基金资助项目(50673010)作者简介：姚居峰(1982一)，男，山东潍坊人，硕士，现在北京注：2O份淀粉(密度为1．5Mg·m)与24份炭黑N330(密华业阳光新能源有限公司工作。度为1．8Mg·m)和31份白炭黑(密度为2．3Mg·m)具有*

5、通讯联系人相同的体积分数(0．1O8)。其它注同表1。橡胶工业2010年第57卷1．3试样制备进行应变扫描。混炼胶的测试条件为：温度100(1)RF树脂溶液℃，应变范围0．3％～400，频率1Hz；硫化将甲醛溶液与间苯二酚以摩尔比为3：1混胶的测试条件为：温度60℃，应变范围合，加水稀释并滴加少量氢氧化钠溶液，调节其0．3～4O，频率1OHz。pH值为9，即得到RF树脂溶液。采用法国01dB公司VA3000型动态热力学(2)RF树脂改性淀粉糊分析仪(DTMA)对硫化胶进行动态热力学分析，将淀粉悬浮液(质量分数小于0．05)置放于测试条件为：①拉伸模式，频率1Hz，应变95℃

6、的恒温水浴中，以480r·min_1的速率搅拌0．1％，升温速率3℃·min_。，温度范围20min，得到半透明状淀粉糊。将RF树脂溶液一100m+100℃；②拉伸模式，频率10Hz，应迅速倒入，继续95℃恒温搅拌30min，得到改性变0．05，升温速率3℃·min_。，温度范围淀粉糊。一10O～+100℃。(3)复合材料④胶乳的絮凝2结果与讨论将天然胶乳用去离子水稀释到质量分数为2．1改性淀粉用量对淀粉／NR复合材料性能的0．3，加氨水调节pH值为9，然后将上述适量的影响改性淀粉糊加入天然胶乳中，搅拌15min；最后2．1．1硫化特性和物理性能将其倒人氯化钙溶液中絮凝，过

7、滤并清洗3～4改性淀粉用量对淀粉／NR复合材料硫化特次，置于6O℃烘箱中干燥24h。性的影响如图1所示。⑥炭黑／NR和改性淀粉／NR复合材料将胶料在两辊开炼机上加入各种配合剂混炼。混炼胶在平板硫化机上硫化，硫化条件为145℃×t90。@偶联剂Si69改性白炭黑／NR复合材料先将胶料在两辊开炼机上室温塑炼，加入偶联剂Si69预处理的白炭黑，再将胶料用热辊开炼机过辊6～7次，辊温保持在140℃，最后在两辊开炼机上室温混炼并加入各种配合剂。混炼胶在平板硫化机上硫化，硫化条件为145℃×t。。。图1改性淀粉用量对淀粉／NR