炭黑对相分离合成橡胶混合物形态和力学性能的影响

《Polymer Engineering & Science》：Influence of Carbon Black on the Morphology and Mechanical Properties of Phase-Separated Synthetic Rubber Blends

本研究探究了丁腈橡胶（NBR）与苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）的相分离混合物，通过添加碳黑（CB）实现相容化。纳米力学测试（AFM/SEM）显示CB显著缩小相分离域尺寸，动态力学分析（DMA）表明未改变玻璃转变温度。然而，CB在NBR相中的分布不足导致25%NBR-75%SBR体系拉伸强度降低28%，与常规添加预期不符。

　　

摘要

在橡胶制品中，混合不同类型的弹性体并使用增强颗粒填料是实现所需性能平衡的重要策略。我们研究了一系列丁腈橡胶（NBR）和苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）的相分离混合物，这两种橡胶的比例各不相同。研究了填充炭黑（CB）的化合物，并将其与未填充的化合物进行了比较。通过原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）研究了其形态和纳米力学特性，并使用动态力学分析仪（DMA）研究了其在不同温度下的粘弹行为。与未填充的混合物相比，填充炭黑的混合物的相分离区域尺寸显著减小，表明炭黑在橡胶复合材料中起到了增容作用，但玻璃化转变温度没有明显变化或 broaden。AFM 和 DMA 还提供了关于炭黑选择性相分配的见解，这解释了为什么在含有 25% NBR 和 75% SBR 的混合物中，由于 NBR 相中炭黑相对不足，其拉伸强度仅降低了 28%。

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