離子液體改性白炭黑的制備、表征及其在橡膠中的應(yīng)用

高志強, 于長順, 王少君, 賈 敏, 趙婷婷, 田 戈

(1.大連工業(yè)大學(xué)輕工與化學(xué)工程學(xué)院,遼寧大連 116034; 2.吉林大學(xué)無機合成與制備化學(xué)國家重點實驗室,吉林長春 130012)

離子液體改性白炭黑的制備、表征及其在橡膠中的應(yīng)用

高志強1, 于長順1, 王少君1, 賈 敏1, 趙婷婷1, 田 戈2

(1.大連工業(yè)大學(xué)輕工與化學(xué)工程學(xué)院,遼寧大連 116034; 2.吉林大學(xué)無機合成與制備化學(xué)國家重點實驗室,吉林長春 130012)

利用[BMIM]Br、[BMIM]BF4、[BPy]Br、[BPy]BF44種離子液體改性白炭黑,對改性前后的白炭黑進行了紅外及DBP和氮氣吸附-脫附比表面積分析,應(yīng)用改性后的白炭黑與橡膠混煉制得膠樣,并考察膠樣導(dǎo)熱系數(shù)的變化。結(jié)果表明,4種離子液體均負載在了白炭黑上,并使得橡膠的導(dǎo)熱有了一定提高。其中,質(zhì)量分數(shù)為20%的[BMIM]BF4改性白炭黑混煉橡膠的導(dǎo)熱效果最好,熱傳導(dǎo)系數(shù)由改性前的0.178 3 W/(m2·K)提高到0.295 5 W/(m2·K),導(dǎo)熱性提高了65.7%;離子液體質(zhì)量分數(shù)為20%的[BMIM]BF4改性白炭黑疏水性由2.00 m L/g增加到3.00 m L/g;改性白炭黑填充橡膠后橡膠的拉伸強度由13.5 MPa提高到14.3 MPa。

離子液體;白炭黑;橡膠;導(dǎo)熱

0 引 言

隨著霧霾等問題的日益嚴重,越來越多的焦點關(guān)注在汽車所產(chǎn)生的污染排放上,發(fā)展綠色環(huán)保型輪胎成為解決空氣污染的有效手段[1]。白炭黑(SiO2·n H2O)作為橡膠填充補強劑,在橡膠行業(yè)中用量非常大,尤其是在熱硫化硅橡膠中,其添加量可達40%～50%[2]。但由于白炭黑本身的導(dǎo)熱性差,自身分子結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的表面極性和親水性較強,與烴類橡膠分子不能很好相容,如果白炭黑大量填充到橡膠中,不僅降低了補強效果,而且橡膠的壓縮變形、磨耗、定伸應(yīng)力及加工性能均不如炭黑等其他填充膠料[3]。……