纳米氧化铈VK-Ce01在橡胶中的应用
氧化铈是一种无机物,化学式为CeO2,淡黄或黄褐色助粉末。密度7.13g/cm3,熔点2397℃,不溶于水和碱,微溶于酸。在2000℃温度和15MPa压力下,可用氢还原氧化铈得到三氧化二铈,温度游离在2000℃间,压力游离在5MPa压力时,氧化铈呈微黄略带红色,还有粉红色,其性能是做抛光材料、催化剂、催化剂载体(助剂)、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、汽车尾气吸收剂、电子陶瓷等。
本文以天然橡胶为基体橡胶,通过加入不同份数的表面改性后的纳米二氧化铈(VK-Ce01),用混炼掺杂的方法制得了性能优异的稀土橡胶。
改性的纳米二氧化铈(VK-Ce01)粉体表面具有憎水性的有机化层,能增加氧化铈与橡胶的界面结合力,提高氧化铈在橡胶中的分散能力,发挥它的补强作用。增加了橡胶的耐磨性。
使用硬脂酸对纳米二氧化铈(VK-Ce01)进行有机化改性时在硬脂酸用量4%,改性温度70℃,改性时间60min,搅拌机转速15级的改性实验条件下,制备了活化指数***的改性产品;
添加到天然橡胶后,橡胶性能得到优化。
1.硫化胶,对裤型撕裂强度和弹回率增强明显,分别增加了182.5%和38%;
2.保持氧化锌的使用率,二氧化铈与氧化锌的共用比率为2/8时.正硫化时间缩短了26%,节省能耗,提高了产能,得到的硫化胶的扯断强度满足制品性能要求;
3.二氧化铈有利于提高橡胶的抗热氧老化性能,使得扯断强度的降低量由7.9MPa减小到3.3MPa,
4.添加有二氧化铈的硫化胶的阿克隆磨耗降低了36.8%,
超微二氧化铈(VK-Ce01)改善橡胶材料的使用性能
1.填充补强增韧作用
稀土作为填料补强作用明显。稀土氧化物超微粉末、羧酸稀土填入到橡胶中,硫化胶的拉伸强度和撕裂强度都得到了大幅度的提高。用氧化铈微粉与EN330(乳化的N330)共混后,所获得的P(SBR/N330.Ce3+)硫化胶的力学性能在300%定伸应力有了较大幅度的提高,达20MPa以上,
2.提高耐热性
硅橡胶***显著的特点是耐热性。添加纳米二氧化铈(VK-Ce01)可提高硅橡胶的耐热性。Ce02是浅色耐热添加剂,对颜色有特别要求的耐热硅橡胶更有价值。
3.抗热氧化作用
稀土元素对天然橡胶的热氧化有很强的抵抗作用。
4.稀土配合物作为橡胶硫化促进剂
发现稀土配合物具有极高的硫化促进功效。
5.稀土金属钕为主体的催化定位聚合高性能的顺丁橡胶,稀土顺丁橡胶又称钕系顺丁橡胶,作为轮胎生产的优选胶种。
稀土顺丁橡胶具有强度高、耐屈挠、低生热、抗湿滑及滚动阻力低等特点,性能优于镍胶,是发展高性能轮胎和节能轮胎的优选胶种。补强剂,其粒径一般小于0.1um。因为粒径越细,比表面积越大,对橡胶的补强性也越大。
无机填料的表面改性技术
聚合物用无机填料的表面改性:
1.表面覆盖改性:利用表面活性剂覆盖于粒子表面,赋予粒子表面新的性质。常用的表面改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸、有机硅、醇、胺等。
2.外膜包覆改性:在粒子表面均匀地包覆一层与聚合物基体结构类似的有机物,使粒子表面性质发生变化,改善与聚合物基体的兼容性。
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