納米氧化鈰VK-Ce01在橡膠中的應(yīng)用

 

氧化鈰是一種無機物，化學式為CeO2，淡黃或黃褐色助粉末。密度7.13g/cm3，熔點2397℃，不溶于水和堿，微溶于酸。在2000℃溫度和15MPa壓力下，可用氫還原氧化鈰得到三氧化二鈰，溫度游離在2000℃間，壓力游離在5MPa壓力時，氧化鈰呈微黃略帶紅色，還有粉紅色，其性能是做拋光材料、催化劑、催化劑載體（助劑）、紫外線吸收劑、燃料電池電解質(zhì)、汽車尾氣吸收劑、電子陶瓷等。

 

本文以天然橡膠為基體橡膠，通過加入不同份數(shù)的表面改性后的納米二氧化鈰（VK-Ce01），用混煉摻雜的方法制得了性能優(yōu)異的稀土橡膠。

 

改性的納米二氧化鈰（VK-Ce01）粉體表面具有憎水性的有機化層，能增加氧化鈰與橡膠的界面結(jié)合力，提高氧化鈰在橡膠中的分散能力，發(fā)揮它的補強作用。增加了橡膠的耐磨性。

 

使用硬脂酸對納米二氧化鈰（VK-Ce01）進行有機化改性時在硬脂酸用量4％，改性溫度70℃，改性時間60min，攪拌機轉(zhuǎn)速15級的改性實驗條件下，制備了活化指數(shù)最佳的改性產(chǎn)品；

 

添加到天然橡膠后，橡膠性能得到優(yōu)化。

 

1.硫化膠，對褲型撕裂強度和彈回率增強明顯，分別增加了182.5％和38％；

2．保持氧化鋅的使用率，二氧化鈰與氧化鋅的共用比率為2／8時．正硫化時間縮短了26％，節(jié)省能耗，提高了產(chǎn)能，得到的硫化膠的扯斷強度滿足制品性能要求；

3．二氧化鈰有利于提高橡膠的抗熱氧老化性能，使得扯斷強度的降低量由7．9MPa減小到3．3MPa，

4．添加有二氧化鈰的硫化膠的阿克隆磨耗降低了36．8％，

 

超微二氧化鈰（VK-Ce01）改善橡膠材料的使用性能

1.填充補強增韌作用

稀土作為填料補強作用明顯。稀土氧化物超微粉末、羧酸稀土填入到橡膠中，硫化膠的拉伸強度和撕裂強度都得到了大幅度的提高。用氧化鈰微粉與EN330(乳化的N330)共混后，所獲得的P(SBR／N330．Ce3+)硫化膠的力學性能在300％定伸應(yīng)力有了較大幅度的提高，達20MPa以上，

 

2．提高耐熱性

硅橡膠最顯著的特點是耐熱性。添加納米二氧化鈰（VK-Ce01）可提高硅橡膠的耐熱性。Ce02是淺色耐熱添加劑，對顏色有特別要求的耐熱硅橡膠更有價值。

3.抗熱氧化作用

稀土元素對天然橡膠的熱氧化有很強的抵抗作用。

4.稀土配合物作為橡膠硫化促進劑

發(fā)現(xiàn)稀土配合物具有極高的硫化促進功效。

5.稀土金屬釹為主體的催化定位聚合高性能的順丁橡膠，稀土順丁橡膠又稱釹系順丁橡膠，作為輪胎生產(chǎn)的優(yōu)選膠種。

稀土順丁橡膠具有強度高、耐屈撓、低生熱、抗?jié)窕皾L動阻力低等特點，性能優(yōu)于鎳膠，是發(fā)展高性能輪胎和節(jié)能輪胎的優(yōu)選膠種。補強劑，其粒徑一般小于0.1um。因為粒徑越細，比表面積越大，對橡膠的補強性也越大。

 

無機填料的表面改性技術(shù)

聚合物用無機填料的表面改性：

1．表面覆蓋改性：利用表面活性劑覆蓋于粒子表面，賦予粒子表面新的性質(zhì)。常用的表面改性劑有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸、有機硅、醇、胺等。

2．外膜包覆改性：在粒子表面均勻地包覆一層與聚合物基體結(jié)構(gòu)類似的有機物，使粒子表面性質(zhì)發(fā)生變化，改善與聚合物基體的兼容性。

 

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