粒狀填料對橡膠的補強——理論及實踐

《粒狀填料對橡膠的補強——理論及實踐》是2021年化學工業出版社出版的圖書，作者是王夢蛟，[美] 麥可·莫里斯（Michael Morris）。填料作為硫化膠的一種主要成分，對改善橡膠製品的性能發揮著重要的作用。本書的第一部分著重論述填料的基本性能及其表征， 其後的章節介紹了填料在橡膠中的作用。在此基礎上，詳細討論了混煉膠的加工性能和填充硫化膠的性能。最後幾章闡述了填料在輪胎中的特殊套用、與填料相關的輪胎新材料的開發以及氣相法二氧化矽在矽橡膠中的套用。

基本介紹

• 書名：粒狀填料對橡膠的補強——理論及實踐
• 作者：王夢蛟、[美] 麥可·莫里斯（Michael Morris）
• 出版社：化學工業出版社
• ISBN：9787122384683

內容簡介

填料作為填充膠複合材料的一種主要成分，對改善橡膠製品的性能發揮重要的作用。但是關於填料如何影響混煉膠的加工性能和硫化膠的力學性能，特別是與之對應的原因，有很多新的想法、理論、套用、現象和觀測結果，沒有形成定論。

這表明填充膠的真實世界複雜程度之高，一定涉及到多種機理，但（作者認為）可以採用相似和相對非特定的術語來解釋各種填料對橡膠性能的影響；也就是說，與各種填料參數相關的現象應遵循某種普遍規則或原理。考慮到填料對橡膠補強各個方面的影響，作者相信，填料性能如微觀結構、形態和表面特性對決定填充膠的性能起主導作用，進而通過它們在橡膠中的各種效應決定橡膠製品的性能。這些效應包括流體動力學效應、界面效應、包容效應以及填料的聚集效應，本書的架構由此而確立。

圖書目錄

第1章填料的生產製造001

1.1炭黑的生產製造002

1.1.1炭黑的生成機理003

1.1.2炭黑的生產工藝006

1.2白炭黑的生產製造013

1.2.1沉澱法白炭黑生成的機理013

1.2.2沉澱法白炭黑的加工工藝014

1.2.3氣相法白炭黑生成的機理016

1.2.4氣相法白炭黑的加工工藝016

參考文獻018

第2章填料的表征020

2.1化學組成021

2.1.1炭黑021

2.1.2白炭黑023

2.2填料的微觀構造025

2.2.1炭黑025

2.2.2白炭黑027

2.3填料的形態028

2.3.1初級粒子比表面積028

2.3.2結構——聚結體的尺寸和形狀060

2.3.3著色強度082

2.4填料的表面特徵091

2.4.1填料的表面化學表征——表面化學基團091

2.4.2填料表面物理化學的表征——表面能091

參考文獻138

第3章填料在橡膠中的效應149

3.1液動效應——應變放大150

3.2填料與聚合物之間的界面相互作用151

3.2.1結合膠151

3.2.2橡膠殼155

3.3包容膠157

3.4填料的聚集作用159

3.4.1填料聚集的觀察159

3.4.2填料聚集的模式160

3.4.3填料聚集熱力學163

3.4.4填料聚集動力學165

參考文獻167

第4章填料的分散172

4.1填料分散的基本概念172

4.2影響填料分散的因素174

4.3液相混煉181

參考文獻185

第5章填料對混煉膠性質的影響187

5.1結合膠187

5.1.1結合膠的意義188

5.1.2結合膠的測量189

5.1.3結合膠的結合性質190

5.1.4聚合物在結合膠中的運動性195

5.1.5聚合物對結合膠的影響196

5.1.6填料對結合膠的影響197

5.1.7混煉條件對結合膠的影響208

5.2填充混煉膠的黏度219

5.2.1影響填充混煉膠黏度的因素220

5.2.2黏度-炭黑有效體積的主曲線222

5.2.3白炭黑膠料的黏度226

5.2.4黏度增長-儲存硬化230

5.3口型膨脹和擠出膠外觀233

5.3.1炭黑膠料的口型膨脹233

5.3.2白炭黑膠料的口型膨脹238

5.3.3擠出膠外觀238

5.4生膠強度240

5.4.1聚合物的影響241

5.4.2填料性質的影響243

參考文獻247

第6章填料對硫化膠性質的影響254

6.1溶脹254

6.2應力-應變性質261

6.2.1低應變261

6.2.2硬度264

6.2.3中等和高應變-模量的應變相關性265

6.3應變能量損耗-應力軟化效應269

6.3.1應力軟化效應機理271

6.3.2填料對應力軟化的影響277

6.4破裂性質284

6.4.1裂口引發284

6.4.2撕裂285

6.4.3拉伸強度和扯斷伸長率305

6.4.4疲勞308

參考文獻310

第7章填料對硫化膠動態性能的影響318

7.1硫化膠的動態性能318

7.2填充硫化膠的動態性能321

7.2.1填充膠的彈性模量與應變的關係321

7.2.2填充膠的黏性模量與應變的關係329

7.2.3填充膠的損耗因子與應變的關係332

7.2.4填充橡膠中關於不同模式填料聚集的滯後損失機理337

7.2.5填充膠的動態性能與溫度的關係338

7.3動態應力軟化效應342

7.3.1模式2的填充膠動態應力軟化效應343

7.3.2溫度對動態應力軟化的影響346

7.3.3頻率對動態應力軟化的影響348

7.3.4模式3測試的填充膠的動態應力軟化效應350

7.3.5填料的性質對動態應力軟化及滯後損失的影響357

7.3.6液相混煉白炭黑膠料的動態應力軟化358

7.4填充硫化膠動態性能的時溫等效性363

7.5生熱372

7.6回彈性374

參考文獻377

第8章與輪胎性能有關的橡膠補強381

8.1滾動阻力381

8.1.1滾動阻力機理(滾動阻力和滯後損失之間的關係)381

8.1.2填料對動態性能溫度相關性的影響383

8.1.3混煉的影響408

8.1.4預交聯的影響411

8.2抗濕滑性能(摩擦)413

8.2.1抗滑機理417

8.2.2橡膠與剛性固體表面之間的摩擦417

8.2.3輪胎的抗濕滑性能432

8.3填料對輪胎耐磨性能的影響449

8.3.1磨耗機理449

8.3.2填料參數對磨耗的影響457

參考文獻472

第9章輪胎用新補強材料的發展484

9.1炭黑的化學改性484

9.2炭-二氧化矽雙相填料(CSDPF)486

9.2.1化學特性487

9.2.2膠料特性489

9.2.3CSDPF 4000在乘用胎中的套用490

9.2.4CSDPF 2000在卡車胎中的套用491

9.3連續液相混煉工藝製造天然膠/炭黑母煉膠492

9.3.1混煉、凝固和脫水的機理493

9.3.2配合特性494

9.3.3硫化特性498

9.3.4CEC硫化膠的物理性能498

9.4連續液相混煉工藝製造合成膠/白炭黑母煉膠504

9.4.1EVEC的製造工藝505

9.4.2混煉膠性能506

9.4.3硫化膠特性510

9.5粉末橡膠521

9.5.1粉末橡膠的生產522

9.5.2粉末橡膠的混煉522

9.5.3粉末橡膠的性質523

9.6其他填料524

9.6.1澱粉524

9.6.2有機黏土525

參考文獻526

第10章矽橡膠的補強530

10.1氣相法與沉澱法白炭黑基本概況531

10.2白炭黑和矽橡膠之間的相互作用531

10.2.1反相氣相色譜法表征表面能532

10.2.2白炭黑-矽橡膠體系中的結合膠533

10.3皺片硬化534

10.4白炭黑表面改性535

10.5白炭黑的形態特性536

10.5.1比表面積537

10.5.2氣相法白炭黑的結構特性537

10.6矽橡膠的混煉和加工539

10.7白炭黑在矽橡膠中的分散543

10.8靜態力學性能544

10.8.1拉伸模量544

10.8.2拉伸強度和扯斷伸長率547

10.8.3壓縮永久變形548

10.9動態力學性能549

參考文獻551