纳米微晶纤维素替代炭黑补强天然橡胶

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (4): 101-106.

纳米微晶纤维素替代炭黑补强天然橡胶

古菊林路罗远芳贾德民

华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2011-09-16 修回日期:2011-10-29 出版日期:2012-04-25 发布日期:2012-03-01
通信作者: 古菊(1961-) ，女，博士，副研究员，主要从事聚合物复合材料的制备、结构与性能研究． E-mail:psjgu@scut.edu.cn
作者简介:古菊(1961-) ，女，博士，副研究员，主要从事聚合物复合材料的制备、结构与性能研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 51173046)

Reinforcement of Natural Rubber with Nanocrystalline Cellulose as a Substitution for Carbon Black

Gu Ju Lin Lu Luo Yuan-fang Jia De-min

School of Materials Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2011-09-16 Revised:2011-10-29 Online:2012-04-25 Published:2012-03-01
Contact: 古菊(1961-) ，女，博士，副研究员，主要从事聚合物复合材料的制备、结构与性能研究． E-mail:psjgu@scut.edu.cn
About author:古菊(1961-) ，女，博士，副研究员，主要从事聚合物复合材料的制备、结构与性能研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目( 51173046)

摘要/Abstract

摘要： 采用纳米微晶纤维素( NCC) 部分替代炭黑，制备了天然橡胶/纳米微晶纤维素/炭黑复合材料( NR/NCC /CB) ，研究了NCC 对NR/CB 复合材料性能的影响．结果表明，NCC 提高了CB 补强NR 的扯断伸长率，并保持在500%以上，永久变形下降至30%以下，且NR/NCC /CB 的拉伸强度和撕裂强度基本保持或略优于NR/CB，硬度则基本保持不变; NCC 替代炭黑的量为5 phr ～ 20 phr 时，材料仍能保持良好的耐磨耗性能; NCC 替代炭黑的量低于15 phr 时，材料的抗曲挠龟裂性能得到改善; NCC 的加入还改善了材料的热空气老化性能，降低了材料的压缩疲劳生热，当NCC 取代CB 的量为10 phr 时，复合材料的生热达到最低值13． 0℃．

关键词: 纳米微晶纤维素, 炭黑, 补强, 天然橡胶

Abstract:

Natural rubber /nanocrystalline cellulose /carbon black ( NR/NCC /CB) composite was prepared by using NCC as a partial substitution for CB,and the effect of NCC on the properties of NR/CB composite was investigated. The results show that ( 1) with the addition of NCC,the elongation at break of NR/CB composite increases to more than 500%,while the permanent set decreases to less than 30%; ( 2) both the tensile strength and the tear strength of NR/NCC /CB composite are similar or superior to those of NR/CB composite,while the hardness keeps unchanged; ( 3) the abrasion resistance of the composite keeps well when the NCC substitution rate for CB ranges from 5 to 20 phr; ( 4) the flex cracking resistance of the composite improves when the NCC substitution rate is less than 15 phr; ( 5) the addition of NCC improves the thermal oxidative aging property and reduces the heat buildup due to dynamic compression; and ( 6) the temperature of heat buildup reaches its minimum value of 13.0℃ when the NCC substitution rate is 10 phr.

Key words: nanocrystalline cellulose, carbon black, reinforcement, natural rubber

古菊林路罗远芳贾德民. 纳米微晶纤维素替代炭黑补强天然橡胶[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(4): 101-106.

Gu Ju Lin Lu Luo Yuan-fang Jia De-min. Reinforcement of Natural Rubber with Nanocrystalline Cellulose as a Substitution for Carbon Black[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2012, 40(4): 101-106.

[1]	戴文亭, 安胤, 郝如意, 等. 疏水性纳米白炭黑对沥青胶结料低温性能的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(5): 49-57.
[2]	丁一宁衡震韩知伯. 多相导电混凝土的受弯开裂自监测性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(8): 132-138.
[3]	古菊黄仕文宛朋肖海燕. 木粉纳米微晶纤维素补强NR/SBR/BR 并用胶的研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2017, 45(2): 122-129.
[4]	古菊梁小容黄飞汪娟黄仕文. 纳米纤维素补强橡胶研究进展[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(2): 124-132.
[5]	付文刘安华杨军. 原位接枝改性炭黑对天然橡胶性能的影响[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2014, 42(6): 51-56,72.
[6]	梁银杏郭鹏任碧野童真. MQ硅树脂制备工艺对RTV硅橡胶补强效果的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(2): 123-128.
[7]	罗远芳杨超贾志欣贾德民陈俊郑德. 维生素C-稀土配合物在天然橡胶/炭黑复合材料中的防老化作用[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(10): 128-133.
[8]	贾志欣罗远芳周扬波贾德民. 天然橡胶／改性气相法白炭黑纳米复合材料的制备[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2008, 36(11): 147-152.
[9]	林新花陈朝晖王迪珍. 三种有机锌盐促进剂对天然橡胶硫化的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2008, 36(11): 153-156,161.
[10]	程镕时王能丁恩勇薛锋. 棒状纳米微晶纤维素的热降解行为[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(10): 91-98.
[11]	欧阳星罗远芳贾德民. 混炼插层法制备天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006, 34(9): 80-85.
[12]	董智贤贾德民周彦豪. 马来酸酐改性天然橡胶/炭黑复合材料的性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006, 34(5): 94-98.
[13]	贾德民, 古菊, 周扬波, 等. 新型改性纳米碳酸钙对天然橡胶的补强作用[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2004, 32(3): 94-96.
[14]	李卫青罗远芳贾德民. 胶乳反应改性法制备炭黑填充型丁腈橡胶复合材料[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2004, 32(12): 5-10.
[15]	康春江汪国强廖芹. 基于 LS-SVM 的橡胶炭黑均匀度判定模型[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2004, 32(11): 51-54.