●目 錄
章 緒論 1
1.1炭黑概述 1
1.1.1炭黑的基本性質 1
1.1.2炭黑的表面活性 5
1.1.3基於炭黑傳統的補強理論 5
1.1.4國內外炭黑發展趨勢 8
1.1.5應用於橡膠的其他補強填料 10
1.2炭黑結合膠 10
1.2.1結合膠的補強理論 11
1.2.2結合膠合量的表示及測定 13
1.2.3結合膠對橡膠性能的影響 13
1.3原子力顯微鏡 14
1.3.1原子力顯微鏡工作原理 14
1.3.2原子力顯微鏡力曲線 16
1.3.3原子力顯微鏡輕敲模式下形貌圖與相圖 18
1.3.4針尖修飾 19
參考文獻 19
第2章 炭黑粒徑、結構及其表面自由能的研究 23
2.1炭黑聚集體輕敲模式下形貌圖及相圖分析 24
2.1.1炭黑表面微觀形貌結構及粒徑分析 24
2.1.2炭黑表面微觀形貌輕敲模式下相圖分析 36
2.2盒維數法研究炭黑聚集體分維值 41
2.2.1盒維數的計算原理及步驟 41
2.2.2炭黑的微觀結構觀察 43
2.2.3炭黑聚集體的分形特征分析 45
2.3小島法圖形分析法研究炭黑聚集體分維值 49
2.3.1小島法的計算原理及步驟 49
2.3.2輕敲模式下炭黑圖像的觀察 50
2.3.3炭黑聚集體的分形特征分析 53
2.4石墨化前後炭黑聚集體分維值與其性能的相關性 59
2.5基於反氣相色譜技術對高結構炭黑表面自由能的研究 63
2.5.1炭黑表面自由能色散分量分析 64
2.5.2炭黑表面自由能極性分量分析 73
參考文獻 75
第3章 炭黑結合膠的制備及性能表征 77
3.1炭黑結合膠的制備參數研究 77
3.1.1溶劑法制備結合膠的工藝參數探究 77
3.1.2炭黑種類對結合膠合量的影響 80
3.1.3橡膠種類對結合膠含量的影響 81
3.2原子力顯微鏡對結合膠的形貌觀察 82
3.2.1天然橡膠與炭黑混合物的微觀形貌 82
3.2.2SBS在不同濃度下的微觀形貌 84
3.2.3結合膠微觀形貌表征的探討 87
3.2.4SBR和天然橡膠微觀形貌 93
3.2.5炭黑聚集體及結合膠的微觀形貌 95
3.3熱分析對炭黑結合膠的表征 101
3.3.1天然橡膠及SBS的熱分析曲線 102
3.3.2天然橡膠及SBS加入炭黑後的熱分析曲線 103
3.3.3天然橡膠與炭黑的混合物及結合膠的熱分析曲線 105
3.3.4天然橡膠與不同炭黑結合物的熱分析曲線 106
3.3.5 SBS與不同炭黑結合物的熱分析曲線 107
3.3.6不同橡膠及其結合膠的熱分析動力學研究 109
3.4氨氣改性填料對結合膠熱脹離解曲線的研究 119
3.4.1離解溫度對炭黑結合膠合量的影響 120
3.4.2炭黑結合膠的紅外分析 122
3.4.3其他填料與天然橡膠相互作用力的研究 123
3.5結合膠的熱脹離解曲線 128
3.5.1離解溫度對炭黑結合膠合量的影響 129
3.5.2結合膠離解速率的影響 131
3.5.3結合膠離解曲線多項式擬合結果及分析 132
3.5.4結合膠內部作用力對硫化膠宏觀性能的影響 133
3.6動態熱機械法對硫化膠性能的研究 135
3.6.1橡膠的動態熱機械溫度譜圖分析 135
3.6.2橡膠的動態熱機械頻率譜圖分析 139
3.6.3橡膠的應力松弛分析 140
參考文獻 143
第4章 原子力顯微鏡力曲線分析炭黑活性點研究 145
4.1原子力顯微鏡輕敲模式下不同炭黑表面力曲線研究 145
4.1.1特殊炭黑聚集體表面輕敲模式下力曲線統計結果 146
4.1.2常規炭黑表面輕敲模式下力曲線統計結果 165
4.2原子力顯微鏡輕敲模式下炭黑力曲線研究 186
4.2.1炭黑單顆粒力曲線分析 186
4.2.2發黑聚集體力曲線分析 189
4.3原子力顯微鏡接觸模式下石墨烯等五種炭材料力曲線研究 192
4.3.1炭黑N330表面接觸模式下力曲線分析 192
4.3.2石墨烯表面接觸模式下力曲線分析 195
4.3.3氧化石墨烯表面接觸模式下力曲線分析 196
4.3.4鱗片石墨表面接觸模式下力曲線分析 197
4.3.5納米金剛石表面接觸模式下力曲線分析 198
參考文獻 201
第5章 炭黑改性處理研究 202
5.1壓縮處理對炭黑結構的影響 202
5.1.1壓縮次數對炭黑結構的影響 205
5.1.2壓力對炭黑結構的影響 210
5.2熱處理對炭黑表面官能團及結合膠的影響 213
5.2.1炭黑石墨化前後對結合膠性能的影響 215
5.2.2不同溫度下炭黑的結合膠合量分析 216
5.2.3炭黑表面含氧基團與炭黑補強性的關繫 218
5.3石墨化處理對炭黑表面粗糙度的影響 223
5.3.1炭黑石墨化前後輕敲模式下掃描形貌圖 224
5.3.2炭黑粒子表面的粗糙度及其粒徑分析 225
5.3.3石墨化處理對炭黑常規補強性能的影響 232
5.4炭黑表面氧化還原處理及其補強活性研究 235
5.4.1紅外光譜表征炭黑表面基本性質 236
5.4.2炭黑表面脫吸附力研究 238
5.4.3炭黑／橡膠復合材料拉伸性能 240
5.4.4炭黑／橡膠復合材料模量的表征 243
5.5炭黑表面酸性含氧官能團對橡膠補強性能的研究 247
5.5.1炭黑酸堿滴定數據與分析 250
5.5.2結合膠合量數據與分析 254
參考文獻 256
彩圖 259
內容簡介
本書以四川理工學院材料學院陳建教授帶領的炭材料課題組多年炭黑研究成果為核心素材合編而成。采用專題研究的方式，繫統介紹了課題組十多年來在炭黑橡膠補強理論方面的研究成果。內容包括炭黑補強理論概述、炭黑微觀形貌結構、原子力顯微鏡表征炭黑活性、結合膠含量表征炭黑活性以及炭黑改性對補強活性影響。本書可讀性強，信息量大，可作為科研人員、炭黑生產者及其他對炭黑材料感興趣的讀者的參考書。
章 緒論
1.1 炭黑概述
炭黑在現代化工業中的應用延伸到了各個領域，在汽車輪胎、塑料、塗料及油墨中的應用尤為突出，但其相關理論相對滯後，如炭黑用於橡膠補強的補強機理在很近十年並沒有得到顯著的突破。
1.1.1 炭黑的基本性質
炭黑的主要成分是碳素所組成的固體一般分為晶體和無定形體這兩大類。炭黑的內部結構既不接近像石墨晶體結構，也不像金剛石一樣具有整齊排列的穩定晶體結構。炭黑素組成的一種無定形炭材料[1]，在微觀1～3nm尺度內存在石墨微晶結構，且呈同心取向[2-4]。炭黑的表面性能、微觀結構和粒子形態都很特殊，它......
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