炭黑結(jié)構(gòu)與活性研究

目 錄
第1章 緒論 1
1.1炭黑概述 1
1.1.1炭黑的基本性質(zhì) 1
1.1.2炭黑的表面活性 5
1.1.3基于炭黑傳統(tǒng)的補強理論 5
1.1.4國內(nèi)外炭黑發(fā)展趨勢 8
1.1.5應(yīng)用于橡膠的其他補強填料 10
1.2炭黑結(jié)合膠 10
1.2.1結(jié)合膠的補強理論 11
1.2.2結(jié)合膠合量的表示及測定 13
1.2.3結(jié)合膠對橡膠性能的影響 13
1.3原子力顯微鏡 14
1.3.1原子力顯微鏡工作原理 14
1.3.2原子力顯微鏡力曲線 16
1.3.3原子力顯微鏡輕敲模式下形貌圖與相圖 18
1.3.4針尖修飾 19
參考文獻 19
第2章 炭黑粒徑、結(jié)構(gòu)及其表面自由能的研究 23
2.1炭黑聚集體輕敲模式下形貌圖及相圖分析 24
2.1.1炭黑表面微觀形貌結(jié)構(gòu)及粒徑分析 24
2.1.2炭黑表面微觀形貌輕敲模式下相圖分析 36
2.2盒維數(shù)法研究炭黑聚集體分維值 41
2.2.1盒維數(shù)的計算原理及步驟 41
2.2.2炭黑的微觀結(jié)構(gòu)觀察 43
2.2.3炭黑聚集體的分形特征分析 45
2.3小島法圖形分析法研究炭黑聚集體分維值 49
2.3.1小島法的計算原理及步驟 49
2.3.2輕敲模式下炭黑圖像的觀察 50
2.3.3炭黑聚集體的分形特征分析 53
2.4石墨化前后炭黑聚集體分維值與其性能的相關(guān)性 59
2.5基于反氣相色譜技術(shù)對高結(jié)構(gòu)炭黑表面自由能的研究 63
2.5.1炭黑表面自由能色散分量分析 64
2.5.2炭黑表面自由能極性分量分析 73
參考文獻 75
第3章 炭黑結(jié)合膠的制備及性能表征 77
3.1炭黑結(jié)合膠的制備參數(shù)研究 77
3.1.1溶劑法制備結(jié)合膠的工藝參數(shù)探究 77
3.1.2炭黑種類對結(jié)合膠合量的影響 80
3.1.3橡膠種類對結(jié)合膠含量的影響 81
3.2原子力顯微鏡對結(jié)合膠的形貌觀察 82
3.2.1天然橡膠與炭黑混合物的微觀形貌 82
3.2.2SBS在不同濃度下的微觀形貌 84
3.2.3結(jié)合膠微觀形貌表征的探討 87
3.2.4SBR和天然橡膠微觀形貌 93
3.2.5炭黑聚集體及結(jié)合膠的微觀形貌 95
3.3熱分析對炭黑結(jié)合膠的表征 101
3.3.1天然橡膠及SBS的熱分析曲線 102
3.3.2天然橡膠及SBS加入炭黑后的熱分析曲線 103
3.3.3天然橡膠與炭黑的混合物及結(jié)合膠的熱分析曲線 105
3.3.4天然橡膠與不同炭黑結(jié)合物的熱分析曲線 106
3.3.5 SBS與不同炭黑結(jié)合物的熱分析曲線 107
3.3.6不同橡膠及其結(jié)合膠的熱分析動力學研究 109
3.4氨氣改性填料對結(jié)合膠熱脹離解曲線的研究 119
3.4.1離解溫度對炭黑結(jié)合膠合量的影響 120
3.4.2炭黑結(jié)合膠的紅外分析 122
3.4.3其他填料與天然橡膠相互作用力的研究 123
3.5結(jié)合膠的熱脹離解曲線 128
3.5.1離解溫度對炭黑結(jié)合膠合量的影響 129
3.5.2結(jié)合膠離解速率的影響 131
3.5.3結(jié)合膠離解曲線多項式擬合結(jié)果及分析 132
3.5.4結(jié)合膠內(nèi)部作用力對硫化膠宏觀性能的影響 133
3.6動態(tài)熱機械法對硫化膠性能的研究 135
3.6.1橡膠的動態(tài)熱機械溫度譜圖分析 135
3.6.2橡膠的動態(tài)熱機械頻率譜圖分析 139
3.6.3橡膠的應(yīng)力松弛分析 140
參考文獻 143
第4章 原子力顯微鏡力曲線分析炭黑活性點研究 145
4.1原子力顯微鏡輕敲模式下不同炭黑表面力曲線研究 145
4.1.1特殊炭黑聚集體表面輕敲模式下力曲線統(tǒng)計結(jié)果 146
4.1.2常規(guī)炭黑表面輕敲模式下力曲線統(tǒng)計結(jié)果 165
4.2原子力顯微鏡輕敲模式下炭黑力曲線研究 186
4.2.1炭黑單顆粒力曲線分析 186
4.2.2發(fā)黑聚集體力曲線分析 189
4.3原子力顯微鏡接觸模式下石墨烯等五種炭材料力曲線研究 192
4.3.1炭黑N330表面接觸模式下力曲線分析 192
4.3.2石墨烯表面接觸模式下力曲線分析 195
4.3.3氧化石墨烯表面接觸模式下力曲線分析 196
4.3.4鱗片石墨表面接觸模式下力曲線分析 197
4.3.5納米金剛石表面接觸模式下力曲線分析 198
參考文獻 201
第5章 炭黑改性處理研究 202
5.1壓縮處理對炭黑結(jié)構(gòu)的影響 202
5.1.1壓縮次數(shù)對炭黑結(jié)構(gòu)的影響 205
5.1.2壓力對炭黑結(jié)構(gòu)的影響 210
5.2熱處理對炭黑表面官能團及結(jié)合膠的影響 213
5.2.1炭黑石墨化前后對結(jié)合膠性能的影響 215
5.2.2不同溫度下炭黑的結(jié)合膠合量分析 216
5.2.3炭黑表面含氧基團與炭黑補強性的關(guān)系 218
5.3石墨化處理對炭黑表面粗糙度的影響 223
5.3.1炭黑石墨化前后輕敲模式下掃描形貌圖 224
5.3.2炭黑粒子表面的粗糙度及其粒徑分析 225
5.3.3石墨化處理對炭黑常規(guī)補強性能的影響 232
5.4炭黑表面氧化還原處理及其補強活性研究 235
5.4.1紅外光譜表征炭黑表面基本性質(zhì) 236
5.4.2炭黑表面脫吸附力研究 238
5.4.3炭黑／橡膠復(fù)合材料拉伸性能 240
5.4.4炭黑／橡膠復(fù)合材料模量的表征 243
5.5炭黑表面酸性含氧官能團對橡膠補強性能的研究 247
5.5.1炭黑酸堿滴定數(shù)據(jù)與分析 250
5.5.2結(jié)合膠合量數(shù)據(jù)與分析 254
參考文獻 256
彩圖 259