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新型橡胶基路面的开发与废胶粉杂化改性应用
| 论文题名： | 新型橡胶基路面的开发与废胶粉杂化改性应用 |
| 关键词： | 橡胶基路面;路面材料;溶胶-凝胶法;废胶粉;杂化改性 |
| 摘要： | 本文针对以天然橡胶、丁苯橡胶与顺丁橡胶为基体材料的橡胶产品，进行了不同处理条件下的力学性能、表面摩擦性能、耐磨性能以及阻燃性能的测试，并通过与沥青等传统路面材料相应性能的比较，验证了开发橡胶基路面的可行性。在此基础上为突出橡胶基路面的优势，开发了白炭黑和滑石粉并用的浅色橡胶配方与炭黑和陶土并用的深色橡胶配方。通过硫化性能、耐磨性能与力学性能的测试结果发现：尽管力学性能与加工性能不及由炭黑补强的橡胶配方，由白炭黑补强的橡胶配方却能开发出具有较高性价比的彩色路面，实现绿色环保；采用降低补强体系与填充体系含量提高含胶率的方法，可以在有效控制成本的前提下，显著提高橡胶体系的拉伸性能与耐磨性能，实现成本与综合性能的优化平衡。 为进一步增强橡胶基路面的优势，本文将废胶粉掺入到橡胶体系中，并利用溶胶-凝胶法对废胶粉进行杂化改性，目的是在其表面原位生成SiO2的网络结构，在混入基体橡胶时增强体系强度，并通过添加含硫硅烷偶联剂增强胶粉与基体橡胶之间的界面强度，由此获得高性能的含胶粉橡胶材料。实验结果发现：傅立叶转换红外光谱和热失重测试结果说明通过改性处理在胶粉表面形成了Si-O-Si网络结构；杂化改性胶粉与共混基体橡胶最优性价比的配方体系是基体橡胶为NR70/SBR30、酸催化杂化改性胶粉以及基体橡胶与废胶粉的质量比为1：1；采用该反应体系对不同粒径种类胶粉进行处理与共混，发现其力学性能得到大幅度提升，较未改性胶粉橡胶体系拉伸强度提高幅度最高可达114.4％，撕裂强度提高幅度最高可达60.3％，且能保持扯断伸长率与硬度基本不变；通过环境模拟老化实验发现含杂化改性胶粉的橡胶材料具有很好的耐环境侵蚀性，能够满足长期室外环境下的使用要求；通过对比分析发现采用40目子午轮胎的改性胶粉填充橡胶可以获得最佳性价比的橡胶制品，较含等量未改性胶粉的橡胶制品其拉伸强度提高了91.4％，撕裂强度提高了60.3％，因此开发此橡胶体系配方作为橡胶基路面材料应用具有巨大的发展潜力。 |
| 作者： | 陈旺 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 许鑫华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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