炭黑结构与活性研究

目 录
第1章 绪论 1
1.1炭黑概述 1
1.1.1炭黑的基本性质 1
1.1.2炭黑的表面活性 5
1.1.3基于炭黑传统的补强理论 5
1.1.4国内外炭黑发展趋势 8
1.1.5应用于橡胶的其他补强填料 10
1.2炭黑结合胶 10
1.2.1结合胶的补强理论 11
1.2.2结合胶合量的表示及测定 13
1.2.3结合胶对橡胶性能的影响 13
1.3原子力显微镜 14
1.3.1原子力显微镜工作原理 14
1.3.2原子力显微镜力曲线 16
1.3.3原子力显微镜轻敲模式下形貌图与相图 18
1.3.4针尖修饰 19
参考文献 19
第2章 炭黑粒径、结构及其表面自由能的研究 23
2.1炭黑聚集体轻敲模式下形貌图及相图分析 24
2.1.1炭黑表面微观形貌结构及粒径分析 24
2.1.2炭黑表面微观形貌轻敲模式下相图分析 36
2.2盒维数法研究炭黑聚集体分维值 41
2.2.1盒维数的计算原理及步骤 41
2.2.2炭黑的微观结构观察 43
2.2.3炭黑聚集体的分形特征分析 45
2.3小岛法图形分析法研究炭黑聚集体分维值 49
2.3.1小岛法的计算原理及步骤 49
2.3.2轻敲模式下炭黑图像的观察 50
2.3.3炭黑聚集体的分形特征分析 53
2.4石墨化前后炭黑聚集体分维值与其性能的相关性 59
2.5基于反气相色谱技术对高结构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炭黑表面自由能极性分量分析 73
参考文献 75
第3章 炭黑结合胶的制备及性能表征 77
3.1炭黑结合胶的制备参数研究 77
3.1.1溶剂法制备结合胶的工艺参数探究 77
3.1.2炭黑种类对结合胶合量的影响 80
3.1.3橡胶种类对结合胶含量的影响 81
3.2原子力显微镜对结合胶的形貌观察 82
3.2.1天然橡胶与炭黑混合物的微观形貌 82
3.2.2SBS在不同浓度下的微观形貌 84
3.2.3结合胶微观形貌表征的探讨 87
3.2.4SBR和天然橡胶微观形貌 93
3.2.5炭黑聚集体及结合胶的微观形貌 95
3.3热分析对炭黑结合胶的表征 101
3.3.1天然橡胶及SBS的热分析曲线 102
3.3.2天然橡胶及SBS加入炭黑后的热分析曲线 103
3.3.3天然橡胶与炭黑的混合物及结合胶的热分析曲线 105
3.3.4天然橡胶与不同炭黑结合物的热分析曲线 106
3.3.5 SBS与不同炭黑结合物的热分析曲线 107
3.3.6不同橡胶及其结合胶的热分析动力学研究 109
3.4氨气改性填料对结合胶热胀离解曲线的研究 119
3.4.1离解温度对炭黑结合胶合量的影响 120
3.4.2炭黑结合胶的红外分析 122
3.4.3其他填料与天然橡胶相互作用力的研究 123
3.5结合胶的热胀离解曲线 128
3.5.1离解温度对炭黑结合胶合量的影响 129
3.5.2结合胶离解速率的影响 131
3.5.3结合胶离解曲线多项式拟合结果及分析 132
3.5.4结合胶内部作用力对硫化胶宏观性能的影响 133
3.6动态热机械法对硫化胶性能的研究 135
3.6.1橡胶的动态热机械温度谱图分析 135
3.6.2橡胶的动态热机械频率谱图分析 139
3.6.3橡胶的应力松弛分析 140
参考文献 143
第4章 原子力显微镜力曲线分析炭黑活性点研究 145
4.1原子力显微镜轻敲模式下不同炭黑表面力曲线研究 145
4.1.1特殊炭黑聚集体表面轻敲模式下力曲线统计结果 146
4.1.2常规炭黑表面轻敲模式下力曲线统计结果 165
4.2原子力显微镜轻敲模式下炭黑力曲线研究 186
4.2.1炭黑单颗粒力曲线分析 186
4.2.2发黑聚集体力曲线分析 189
4.3原子力显微镜接触模式下石墨烯等五种炭材料力曲线研究 192
4.3.1炭黑N330表面接触模式下力曲线分析 192
4.3.2石墨烯表面接触模式下力曲线分析 195
4.3.3氧化石墨烯表面接触模式下力曲线分析 196
4.3.4鳞片石墨表面接触模式下力曲线分析 197
4.3.5纳米金刚石表面接触模式下力曲线分析 198
参考文献 201
第5章 炭黑改性处理研究 202
5.1压缩处理对炭黑结构的影响 202
5.1.1压缩次数对炭黑结构的影响 205
5.1.2压力对炭黑结构的影响 210
5.2热处理对炭黑表面官能团及结合胶的影响 213
5.2.1炭黑石墨化前后对结合胶性能的影响 215
5.2.2不同温度下炭黑的结合胶合量分析 216
5.2.3炭黑表面含氧基团与炭黑补强性的关系 218
5.3石墨化处理对炭黑表面粗糙度的影响 223
5.3.1炭黑石墨化前后轻敲模式下扫描形貌图 224
5.3.2炭黑粒子表面的粗糙度及其粒径分析 225
5.3.3石墨化处理对炭黑常规补强性能的影响 232
5.4炭黑表面氧化还原处理及其补强活性研究 235
5.4.1红外光谱表征炭黑表面基本性质 236
5.4.2炭黑表面脱吸附力研究 238
5.4.3炭黑／橡胶复合材料拉伸性能 240
5.4.4炭黑／橡胶复合材料模量的表征 243
5.5炭黑表面酸性含氧官能团对橡胶补强性能的研究 247
5.5.1炭黑酸碱滴定数据与分析 250
5.5.2结合胶合量数据与分析 254
参考文献 256
彩图 259