苯基三甲氧基硅烷改性纳米二氧化硅的制备及其应用
2021-07-23李晓冬曹家凯张皓文孙小耀郭登峰
周 垒,李晓冬,曹家凯,张皓文,孙小耀,郭登峰*
(1.常州大学 石油化工学院,江苏 常州 213100;2.江苏联瑞新材料股份有限公司,江苏 连云港 222346)
纳米水合二氧化硅俗称白炭黑[1],是一种无定型结构白色粉末,比表面积大,表面活性高,稳定性好,具有一些特殊的光学和热学特性,广泛应用于橡胶、涂料、医药和饲料等行业[2-4]。1992年米其林将纳米二氧化硅替代炭黑用于轮胎胎面胶制备,发现轮胎具有良好的抗湿滑性能并且滚动阻力下降[5-7],自此纳米二氧化硅作为补强剂广泛应用于轮胎中。由于纳米二氧化硅表面存在大量硅羟基,颗粒易团聚且与橡胶大分子不能很好相容,导致其分散性变差而减弱了补强效果[8-9],因此需要对纳米二氧化硅进行表面改性。
本研究以苯基三甲氧基硅烷(偶联剂PTMS)对纳米二氧化硅进行改性并将改性纳米二氧化硅应用于丁苯橡胶(SBR)补强,对改性工艺条件、纳米二氧化硅结构及胶料性能进行研究。
1 实验
1.1 原材料
偶联剂PTMS,分析纯,国药集团化学试剂有限公司产品;SBR(牌号1502),中国石油吉林化学工业股份有限公司产品;纳米二氧化硅(牌号833)、无水乙醇、硫酸、氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇4000、硫黄、促进剂MBT、促进剂MBTS和促进剂DPG,市售品。
1.2 主要设备和仪器
D/Max 2500PC型粉末X射线衍射(XRD)仪,日本理学公司产品;TG 209 F3型热重分析(TG)仪,德国耐驰公司产品;IRAffinity-1型傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪,日本岛津公司产品;DSA25型接触角测试仪,德国Kruss公司产品;JEM-2100型透射电子显微镜(TEM),日本电子株式会社产品;QLB100D型平板硫化机,无锡市新锐橡塑机械有限公司产品;……
