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橡胶类聚合物复合材料

炭黑-白炭黑双相粒子是一种含炭黑和白炭黑两相的橡胶用填料（USP6，709，506），采用化学改性方法，在炭黑生成过程中添加有机硅化物，使炭黑微晶中镶嵌有机硅原子。这些白炭黑不仅干扰了炭黑微晶的生长，也增加了微晶的缺陷，从而改变粒子的表面化学性质，提高了炭黑的表面活性。纯橡胶强度和模量很低，需经过补强后才具有实际使用价值。传统的补强填料有炭黑，二氧化硅(白炭黑)。炭黑-白炭黑双相粒子与传统填料或者炭黑与白炭黑物理共混物相比，与橡胶之间具有更强的相互作用，炭黑-白炭黑双相粒子之间的相互作用更低，其可以降低胶料的滚动阻力的同时，提高胶料的抗湿滑性，因此成为橡胶轮胎工业中潜在的补强填料。 本项目组研发了一种离子液改性的炭黑-白炭黑双相粒子填充天然橡胶,该橡胶包括如下组分:天然胶、硫化剂、离子液、炭黑-白炭黑双相粒子、氧化锌、硬脂酸、硫化促进剂、防老剂、树脂。该胶料抗拉伸和撕裂性能优越,并且抗疲劳性能好、耐磨性好,抗热氧老化性能也较好,并且生热低,能够在使用过程中延长产品的使用寿命,本成果可应用于各类橡胶制品中,特别适用于机械性能要求高、动态力学性能好的轮胎胎面胶。

1、本成果的一种离子液改性炭黑-白炭黑双相粒子填充天然胶的硫化胶，通过实验筛选出性能最好的一种炭黑-白炭黑双相粒子CSDPF 2125，采用离子液改性，结合配方优化，得到的力学性能优良NR硫化胶，该胶料的拉伸强度为29.5MPa，断裂伸长率为619%，撕裂强度为115KN/m，AKRON磨耗体积0.135㎝³，热氧老化系数（70℃×72h）91%，拉伸疲劳断裂次数40万次；tan δ（0℃）为0.111，tanδ（70℃）为0.117。 2、本成果天然橡胶硫化胶的动态力学性能较优，与未用离子液体改性的炭黑-白炭黑双相粒子填充胶料相比，拉伸强度上升35%，撕裂强度上升32%，磨耗体积下降77%，疲劳性能上升100%，在保持了湿防滑性能（0℃ tan δ计）的同时滚动阻力（70℃ tan δ计）降低10%；与未加炭黑-白炭黑双相粒子填充胶料相比，拉伸强度上升66%，撕裂强度上升200%，磨耗体积下降61%，疲劳性能上升33%，湿防滑性能上升13%，滚动阻力降低13%。

贾红兵，南京理工大学化工学院教授，《合成橡胶工业》杂志编委、《橡塑技术与装备》杂志编委。主要从事复合材料的制备、组织和性能方面的研究。主持或作为主要成员承担国家自然科学基金、省部级及企业合作项目10余项，发表SCI/EI论文70余篇，先后获兵器工业科技进步三等奖、江苏省国防工办一等奖、江苏省科技进步三等奖、南京市科技进步二等奖、江苏省教学成果一等奖、国家级教学成果二等奖等奖项。 李锋，南京理工大学化工学院教授，入选江苏省“333人才培养工程”培养对象增选第三层次。研究方向包括：催化剂的设计，合成及性能研究；环境友好的有机合成反应；生物质转化与利用；储氢与新能源材料。作为项目负责人先后承担江苏省自然科学基金、国家重点实验室开放基金、国家自然科学基金面上项目、南京理工大学紫金之星项目资助等10余项科研项目。在化学领域有重要影响的学术期刊上发表一系列较高水平的研究成果。获得授权中国发明专30项。研究成果已被Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Nature Comm.等学术期刊论文引用2200 余次。

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