天然虾青素辅助Si-69改性白炭黑/天然橡胶复合材料的性能
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国家自然科学基金资助项目(51803104);山东省自然科学基金资助项目(ZR2016EMP03,ZR2016XJ004);高分子材料工程国家重点实验室开放课题(sklpme2016-4-32)


Properties of Natural Astaxanthin-Assisted Si-69 Modified Silica/Natural Rubber Composites
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    摘要:

    利用天然虾青素辅助偶联剂Si-69对白炭黑表面进行改性并制备了改性白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料。借助橡胶加工分析仪、动态力学热分析、扫描电镜等方法研究了改性白炭黑/NR复合材料的结构与性能。结果表明,在硫化性能方面,相比于Si-69改性的白炭黑/NR胶料,天然虾青素辅助Si-69改性的白炭黑/NR胶料的焦烧时间和硫化时间均缩短,提高了橡胶的硫化速率;在物理力学性能方面,硫化胶的拉伸强度和定伸应力基本不变,回弹性和耐磨性增加,压缩疲劳温升降低;在动态黏弹性方面,硫化胶的Payne效应明显降低,填料的分散性改善;在动态力学性能方面,硫化胶的滚动阻力降低,玻璃化转变温度(Tg)提高。特别地,天然虾青素辅助Si-69改性的白炭黑能明显提高复合材料的耐热空气老化性能,并且随着天然虾青素用量的增加,耐老化性能进一步地提高。

    Abstract:

    The surface of silica was modified with natural astaxanthin-assisted coupling reagent (Si-69) to prepare modified silica/natural rubber(NR) composites. The structure and properties of modified silica/ (NR) composites were characterized by rubber processing analyzer(RPA), dynamic mechanical analysis(DMA) and SEM. The results show that in the vulcanization performance, the natural astaxanthin-assisted Si-69 modified silica/NR compound has shorter scorch time and vulcanization time than Si-69 modified silica/NR compound, and the rubber vulcanization rate is accelerated; in terms of physical and mechanical properties, the tensile strength and the tensile stress of the vulcanizate are basically unchanged, the resilience and abrasion resistance are increased, and the temperature rise of compression fatigue is reduced; in terms of dynamic viscoelasticity, the Payne effect of the vulcanizates is significantly reduced, and the dispersibility of the filler is improved; in terms of dynamic mechanical properties, the rolling resistance of vulcanizates is lowered and the glass transition temperature(Tg) is increased. In particular, natural astaxanthin-assisted Si-69 modified silica can significantly improve the heat-resistant air aging performance of the composite, and as the amount of natural astaxanthin increases, the aging resistance is further improved.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

姚彬彬,夏立建,阚 泽.天然虾青素辅助Si-69改性白炭黑/天然橡胶复合材料的性能[J].高分子材料科学与工程,2019,35(3):66-72.

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