原创《改性煤矸石粉填充SBS的动态力学性能分析》：这是一篇与力学性能论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：为了研究改性煤矸石粉对热塑性丁苯橡胶(SBS)的动态力学性能影响,采用密炼工艺制备了改性煤矸石粉/SBS复合材料,用RPA8000橡胶加工分析仪对所测胶样进行了不同温度、频率、应变的扫描对比分析；利用扫描电镜(SEM)观察复合材料断面的形貌.研究结果表明:改性煤矸石粉填充SBS能提高材料的弹性模量,尤以百份SBS中添加20份改性煤矸石粉最为突出.电镜照片显示,煤矸石粉的表面活性基团能够与SBS大分子链形成网络结构,与RPA扫描结果一致.
关键词：煤矸石；热塑性丁苯橡胶；复合材料；动态力学性能
中图分类号：TB332文献标识码：A
文章编号：1672-1098(2011)04-0013-05
收稿日期：2011-10-12
基金项目：安徽省高校省级优秀青年人才基金资助项目(2011SQRL036ZD)(2009SQRZ065)
作者简介：于秀华(1979-),女,吉林松原人,助教,硕士,研究方向为聚合物基复合材料
Study on Dynamic Mechanic Properties of Modified Gangue Powder Filling SBS
YU Xiu-hua, CHENG Guo-jun, XU Chu-yang
(School of Material Science and Engineering, Anhui Uniersity of Science and Technology, Huainan Anhui 232001,China)
Abstract: In order to investigate the effect of modified coal gangue powder on dynamic mechanic properties of thermoplastic butadiene-styrene (SBS) rubber, modified coal gangue powder/ SBS composites were prepared by Mixer technology. This experiment used the RPA8000 rubber processing analyzer to make contrastive analysis of rubber samples carried on the different temperature, the frequency, the strain scanning and the fracture surfaces of composites were observed by scanning electron microscopy(SEM). The investigation results showed that modified gangue powder filling SBS can improved the elastic modulus of composites, and the content in the SBS is 20% for modified gangue powder taked prominence particularly. The SEM photo showed that active groups on the gangue powder surface can form a network with macromolecular chain of SBS and the findings were in concord with scanning results of RPA.
Key words:gangue; thermoplastic butadiene-styrene rubber(SBS); composite; dynamic mechanic properties
煤矸石是煤炭开采中副产的工业固体废弃物,由于其排放量大,不仅占用大量的土地农田,还造成环境污染等危害.因此,对煤矸石进行合理的开发利用刻不容缓.近几年来,利用煤矸石作为主要原料, 通过细碎、表面改性等深度加工,生产有机高分子聚合物的填料,取代或部分取代昂贵的炭黑,不仅能大大降低橡胶制品的生产成本,而且有良好的社会效益.煤矸石粉的主要成分为SiO2 、Al2O3 及类炭黑物质［1-3］,其表面与炭黑性质有很大差异,也是制约煤矸石粉和其他无机填料在橡胶制品中大量使用的主要原因,通过表面活性剂对无机填料进行表面改性处理后,应用于高分子聚合物,可以大大改善他们的整体性能.橡胶加工分析仪(Rubber Processing Analyzer,RPA)是一种新型动态力学流变仪,它集生胶检测、加工性能检测、流变特性检测和动态机械测试于一体的综合性测试仪器,可在不同频率、不同应变和不同温度的条件下, 对黏弹性材料进行多因素扫描,提供被测试材料试验过程中的重要参数的模拟［4-6］.
本实验采用RPA8000 型橡胶加工分析仪对改性前后煤矸石粉填充热塑性丁苯橡胶(thermoplastic Butadien-Styrene,SBS)胶样进行不同温度、不同频率、不同应变的扫描对比,分析改性前后煤矸石粉填充SBS的动态性能,为粉体填充热塑性橡胶的工业化应用提供一定的数据参考.
1 实验部分
1.1 实验原料及配方
SBS(4452,充油型),粒料,中石化北京燕山分公司；煤矸石粉,360目(选用安徽淮南市望峰岗选煤厂煤矸石,其主要化学成分有：SiO2,56.35％；Al2O3, 32.79％；Fe2O3,5.85％；CaO,3.11％；MgO,1.18％).通过磨煤机破碎,过360目筛,并通过添加煤矸石粉量2％的硅烷偶联剂KH550在90 ℃下进行表面活化改性［7］；硅烷偶联剂(KH550),南京曙光化工集团有限公司.
在试验中,SBS(100份),改性煤矸石粉(10份,20份,30份),并与未改性煤矸石粉(10份,20份,30份)进行对比.
1.2 主要设备和仪器
哈克转矩流变仪(密炼混合部分),HA*E Polylab OS,德国热电公司；平板硫化机,350×350型,郑州鑫和机器制造有限公司；RPA8000橡胶加工分析仪,台湾高铁公司；扫描电子显微镜,S-3000N型,日本日立公司.
1.3 试样制备
在哈克转矩流变仪的密炼系统中,145℃下按配方将物料一次加入,密炼10 min出料,密炼胶放置8 h后在平板硫化机上以(180±5)℃进行热压,试样厚度为2mm,模具先预热约3 min,再加料,5～10 MPa压力下模压5～8 min (模压的最后1 min将压力提升至15 MPa左右)；冷压是将热模置于室温硫化机上加压至15 MPa冷却至40～50 ℃出模.
2 结果与讨论
2.1 温度扫描
改性前后煤矸石粉的不同用量与SBS共混胶在频率60 r／min、形变0.5°条件下［6］,储能(弹性)模量(G′)和损耗因子(tan δ)随温度变化如图1和图2所示.
力学性能论文参考资料：
结论：改性煤矸石粉填充SBS的动态力学性能分析为适合不知如何写力学性能方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于力学性能论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
