橡胶/高岭土复合材料的动态生热及其阻隔性能研究
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摘要
本文以高岭土原料的矿物学和细化改性处理为研究基础，以高岭土在橡胶基体中的分散程度以及填料-填料和填料-聚合物相互作用机理为研究主线。文章系统分析了高岭土粉体的粒度、表面性质、填充份数以及填料的结构对高岭土/橡胶复合材料的静态力学性能、动态生热性能以及气体阻隔性能的影响。研究表明：高岭土的填充显著提高了橡胶复合材料的物理机械性能，改善了胶料的加工性能，分析填料的补强机理；填充体系中，填料的聚集体和网络化是导致复合材料滞后生热的主要因素。相对传统填料，高岭土填料表现出较弱的“Payne”效应，滞后生热也较低。高岭土填料网络化形成的机理为填料粒子直接接触机理和填料表面吸附橡胶分子形成橡胶壳带机理；复合材料的气体阻隔性能有了显著的改善，在此基础上建立了复合材料的数学阻隔模型，可较好的预测和计算复合材料的透气系数，探讨和解释了高岭土填料对复合材料的阻隔机理。
The kaolin sample was analysed by mineralogy method and processed withrefinement and modification, the dispersion degree of kaolin and the interacton offiller-filler and filler-polymer in rubber matrix were researched. The affection of thekaolin powder particle size, surface properties, contents of filler and the structuretypes of fillers on the mechanical properties, dynamic heating performance and thegas barrier properties of kaolinite/rubber composites was systermatically analysised.The research results indicate that the kaolin has significantly improved the physicalmechanical properties and the processing performance of rubber composites.then, thereinforcing mechanism of kaolin filler in rubber was analysised. In the compositesmatrix, the aggregation and network of kaolin filler is the main factor which resultedlag heating of composite materials. Kaolin filler showed a weaker effection of―Payne‖and lower heat build-up than the traditional fillers, such as Carbon black andprecipitated silica.The mechanism of the kaolin network is the contaction of fillerparticles and the rubber molecular chain segments adsorped on the surface of filler.The kaolin filler has effectively improved the gas barrier properties of compositematerials. Acoordingly, the math barrier model of kaolin filler in the compositematerials were established, which can be applied to predicted and calculatedpermeability coefficient of the composite material filler by kaolin filler. Finally thebarrier mechanism of kaolin filler in rubber was discussed and explained based on thethe combination of experimental results and math barrier model.
The kaolin sample was analysed by mineralogy method and processed withrefinement and modification, the dispersion degree of kaolin and the interacton offiller-filler and filler-polymer in rubber matrix were researched. The affection of thekaolin powder particle size, surface properties, contents of filler and the structuretypes of fillers on the mechanical properties, dynamic heating performance and thegas barrier properties of kaolinite/rubber composites was systermatically analysised.The research results indicate that the kaolin has significantly improved the physicalmechanical properties and the processing performance of rubber composites.then, thereinforcing mechanism of kaolin filler in rubber was analysised. In the compositesmatrix, the aggregation and network of kaolin filler is the main factor which resultedlag heating of composite materials. Kaolin filler showed a weaker effection of―Payne‖and lower heat build-up than the traditional fillers, such as Carbon black andprecipitated silica.The mechanism of the kaolin network is the contaction of fillerparticles and the rubber molecular chain segments adsorped on the surface of filler.The kaolin filler has effectively improved the gas barrier properties of compositematerials. Acoordingly, the math barrier model of kaolin filler in the compositematerials were established, which can be applied to predicted and calculatedpermeability coefficient of the composite material filler by kaolin filler. Finally thebarrier mechanism of kaolin filler in rubber was discussed and explained based on thethe combination of experimental results and math barrier model.
引文
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