北京化工大學(xué)先進(jìn)彈性體材料研究中心(簡(jiǎn)稱(chēng)北化彈性體中心)、海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)海膠集團(tuán))和山東玲瓏輪胎股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)玲瓏輪胎)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、通力合作,成功實(shí)現(xiàn)了納米粘土/天然橡膠機(jī)理研究-規(guī)模化制備-工業(yè)化應(yīng)用的全鏈條研究模式,是橡膠工業(yè)界產(chǎn)學(xué)研深度融合的成功典范之一。
北化彈性體中心自1995年開(kāi)始研究粘土/橡膠納米復(fù)合材料的制備,首創(chuàng)了乳液插層-隔離分散復(fù)合技術(shù)。在理論上闡明了無(wú)機(jī)粘土相和有機(jī)橡膠相在共凝過(guò)程中存在的自凝-共凝間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,提出了阻止無(wú)機(jī)相自聚集和改善其與有機(jī)相界面作用的方法,成功實(shí)現(xiàn)了納米粘土相的形成與控制,闡明了片層粘土鈍化裂紋尖端延緩裂紋增長(zhǎng)的作用機(jī)理和氣體阻隔機(jī)理。
海膠集團(tuán)自2013年開(kāi)始與北化彈性體中心合作研發(fā)高性能粘土/天然橡膠納米復(fù)合材料,開(kāi)發(fā)了四大關(guān)鍵技術(shù):高效旋流器與高效研磨設(shè)備調(diào)節(jié)粘土微細(xì)化和均一化、大分子界面劑液相調(diào)控粘土界面、三相并流體系解決無(wú)機(jī)粘土相與有機(jī)橡膠相不易共凝固難題、多級(jí)擠壓脫水解決納米復(fù)合膠不易脫水的難題,成功實(shí)現(xiàn)了納米粘土/天然橡膠的萬(wàn)噸級(jí)制備,關(guān)鍵成套技術(shù)經(jīng)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織鑒定為“國(guó)際領(lǐng)先水平”。
玲瓏輪胎與北化彈性體中心和海膠集團(tuán)緊密合作,開(kāi)展了納米粘土/天然橡膠在輪胎中的應(yīng)用研究。納米粘土因其獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)和大長(zhǎng)徑比而擁有炭黑和白炭黑等傳統(tǒng)球形補(bǔ)強(qiáng)填料所不具備的優(yōu)勢(shì),可明顯提高結(jié)合膠含量,使橡膠的力學(xué)強(qiáng)度大幅提高;當(dāng)胎冠遭受尖銳石塊等外物沖擊時(shí),粘土片層可沿受力方向發(fā)生一定程度的取向,減小了外力對(duì)橡膠的損傷;粘土能夠鈍化、支化裂紋尖端,使裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn),增加裂紋的擴(kuò)展路徑,提高輪胎的抗刺扎和抗崩花掉塊性能。
(本刊編輯部)