白炭黑-末端氯硅烷化丁苯橡膠的濕法制備及其性能研究的開題報告

白炭黑—末端氯硅烷化丁苯橡膠的濕法制備及其性能研究的開題報告一、研究背景及意義丁苯橡膠作為一種重要的合成橡膠，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用于輪胎、輸送帶、管道和密封件等領域。但由于其化學性質(zhì)的缺陷，導致其在潮濕環(huán)境下易受到氧化破壞，從而降低其使用壽命和性能。為了克服這一缺陷，研究者們將其與其他化合物進行共混或改性處理，以提高其抗氧化性，并增強其力學、熱學和電學性能。近年來，研究者們發(fā)現(xiàn)，在丁苯橡膠中加入一定比例的白炭黑，可以顯著提高其硬度、拉伸強度和耐磨性。但同時也降低了其拉伸伸長率和彈性模量。為了繼續(xù)提高丁苯橡膠的性能，研究者們又對白炭黑進行了表面處理，使其表面化學活性更強，從而增加與橡膠的結(jié)合力。其中，末端氯硅烷化是一種常用的表面處理方法，可以通過化學反應將氯硅烷基固定在白炭黑表面，從而增加其與丁苯橡膠的相容性和結(jié)合強度。因此，本課題旨在研究白炭黑末端氯硅烷化丁苯橡膠的濕法制備方法，探究不同白炭黑用量、氯硅烷含量和反應時間對制備丁苯橡膠復合材料性能的影響，為丁苯橡膠的性能提升和工業(yè)應用提供新思路和技術(shù)支持。二、研究內(nèi)容和進展1.研究內(nèi)容本研究計劃采用濕法制備方法，將末端氯硅烷化的白炭黑與丁苯橡膠進行復配，制備出不同配比的丁苯橡膠復合材料。主要研究內(nèi)容包括：（1）通過XRD、TEM等測試手段對末端氯硅烷化白炭黑的物理結(jié)構(gòu)和表面形貌進行表征；（2）制備丁苯橡膠復合材料，在硫化過程中研究不同白炭黑用量和氯硅烷含量對性能的影響，包括硬度、拉伸強度、斷裂伸長率、耐磨性等；（3）通過SEM等測試手段對復合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相容性進行分析，探究白炭黑與丁苯橡膠之間的作用機理。2.研究進展目前，已經(jīng)對白炭黑的末端氯硅烷化反應進行了初步研究。采用Tetraethoxysilane（TEOS）作為硅源，將其與白炭黑在堿性條件下反應，得到了氣相色譜檢測合格的末端氯硅烷化白炭黑。之后，將其與丁苯橡膠進行復配制備，得到了初步的復合材料。進一步的研究工作還在進行當中。三、研究方法和手段1.研究方法本研究采用實驗方法結(jié)合理論分析，其中主要的實驗研究方法包括：（1）末端氯硅烷化白炭黑的制備方法：在堿性條件下反應氯硅烷和白炭黑，以氯硅烷化白炭黑為實驗材料，通過物理化學分析表征其性質(zhì)。（2）丁苯橡膠的制備方法：采用傳統(tǒng)的橡膠工業(yè)的硫化方法，通過拉伸實驗、硬度測定等方法研究其性能。（3）丁苯橡膠復合材料的制備方法：將末端氯硅烷化白炭黑與丁苯橡膠進行混煉、成型、硫化等一系列工藝步驟，制備各種不同比例的復合材料。（4）物理化學性能測試：對末端氯硅烷化白炭黑、丁苯橡膠和復合材料進行各項物理化學性能測試，如硬度測定、拉伸實驗、斷裂伸長率試驗、耐熱性測試、耐磨性測試等。2.研究手段本研究涉及的主要儀器設備包括：（1）實驗室環(huán)境：凈化水系統(tǒng)、電子天平、輸液泵、混煉機、壓機、硫化罐、升溫爐等。（2）物理化學測試儀器：XRD、TEM、TGA、DSC、SEM等。以上儀器設備和手段能夠滿足本研究所需的各項實驗要求，并對本研究的順利進行起到重要的支持作用。四、研究預期結(jié)果和綜述本課題的研究方向清晰，實驗手段完備且科學可行。預期可以得出白炭黑末端氯硅烷