功能型防老化白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料的实验与分子模拟研究

【作者】 罗开强； 刘丽园； 罗艳龙； 李光娟； 蔡飞； 吴丝竹；

【机构】 北京化工大学；

【摘要】 本文通过r-巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂将防老剂N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺(MC)接枝到白炭黑表面,得到功能型防老化白炭黑,研究了与溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合后的力学性能和热氧老化性能。结果表明:(1)与未改性的白炭黑相比,功能型防老化白炭黑在橡胶基体中的分散得到改善,提高了对SSBR的补强作用;(2)在100℃热氧老化条件下,负载型防老剂MC在短期老化时不及小分子防老剂MC的防护效果,但长期老化其防护效果却优于小分子防老剂,可延长材料的使用寿命。通过量子力学和分子动力学多尺度进行模拟计算,得到了SSBR的C-H键及防老剂N-H键的解离自由能、均方位移等参数,研究了防老剂高效性、迁移性对防护效果的影响,从白炭黑与SSBR结合能角度的分子层面出发分析白炭黑的补强效果,表明了分子模拟方法能够从微观结构半定量或定量地解释材料宏观性能的变化,对复合材料的设计与应用具有一定的指导作用。更多还原