二硫化钼复合材料的制备。-超声波的应用！

天然橡胶（NR）因具有高弹性、低透气性和低 滚动阻力等优异性能，被广泛应用于轮胎和履带 等橡胶制品中。为了满足橡胶特定的性能要求， 往往需要在橡胶中添加填料进行补强 。在橡胶 工业中，炭黑（CB）是用量最大、应用范围最广的填 料，通过加入CB，橡胶复合材料的拉伸强度、撕裂 强度和耐疲劳性能得到极大改善。然而，由于CB 粒子间的范德华力作用，使得大量CB粒子易团聚 形成聚集体，造成橡胶复合材料的补强效率降低、 滞后损失增大。

1　实验

1. 1　主要原材料

NR，STR20，延长石油集团（香港）有限公司产 品；炭黑N330，江西黑猫炭黑股份有限公司产品； 四氢呋喃（THF）和MoS2 （粒径小于2 μm，纯度为 99%），天津希恩斯生化科技有限公司产品。

1. 2　试验配方

NR 100，氧化锌　3. 5，硬脂酸　2，防老剂6PPD/4020 1. 5，防 老 剂TMQ/RD 1，B型 微 晶 蜡　1，防 焦 剂CTP 0. 2，硫 黄　

1. 3，促 进 剂

TBBS 1. 05，CB/MoS2 52（变并用比）。配方编 号M0—M7中MoS2用量分别为0，0. 75，1，1. 5，3， 4. 5，6，7. 5。

1. 3　主要设备和仪器

BB-2型密炼机，东莞昶丰橡塑机械科技有限公司产品；QLB-100T-S型平板硫化机，南通海利特橡塑机械有限公司产品；超声波清洗器（昆山舒美超声仪器有限公司提供）；HITACHI S-4800 型扫描电子显微镜（SEM），日本日立公司产品； RPA2000橡胶加工分析（RPA）仪和MDR-2000型 无转子硫化仪，美国阿尔法科技有限公司产品； GT-313-A1型厚度计，中国台湾高铁科技股份有限公司产品；GT-GS-MB型硬度计，高铁检测仪器 （东莞）有限公司产品；Instron-3365型电子万能试验机，美国英斯特朗公司产品；DIN磨耗量测试仪， 昆山景新通电子科技公司产品；DMA Q800型动态力学性能分析仪，德国高宝公司产品。

2　结果与讨论

填料的分散状态和网络结构对橡胶复合材料 性能具有关键性影响。未超声的MoS2沉降在烧杯底 部，超声后的MoS2悬浮在THF中并均匀分散。这 说明超声粉碎后的MoS2粒径和厚度更小。从图2 也可以看出，未超声的MoS2具有较多较完整的多层状结构。填料与橡胶基体的表面能差别较大，因此， 填料粒子在橡胶基体中易自发聚集形成三维填料 网络结构，填料网络结构的形成可使胶料的G′ 提 高，对胶料施加应变时，随着应变的增大，填料网 络发生形变、破裂，相应胶料的G′也随之降低。填 充橡胶的G′随应变的增大而急剧降低的现象称为 Payne效应。Payne效应主要来源于填料网络的 形成，填料聚集形成聚集体并包裹大量橡胶分子 形成包埋胶，包埋胶失去了橡胶分子的弹性而具有了相当于刚性填料的特征，使得胶料中填料有 效体积增大，即填料相对含量增大，从而使G′ 增 大，对胶料施加应变后，填料网络遭到破坏，G′ 锐 减。增大了CB表面的 羟基等基团对橡胶分子链的吸附，使得复合材料 的粘度略有上升。此外，少量MoS2的加入也改善 了填料的分散，有利于复合材料均匀硫化，增强了 复合材料的硫化网络结构。但MoS2用量过大则填 料容易团聚，导致复合材料硫化程度降低。

3　结论

（1）少 量MoS2等 量 替 代 部 分CB，NR/CB/ MoS2复合材料的填料网络化程度降低，填料分散 性有所改善；MoS2用量过大，则填料又趋于聚集。
（2）少量MoS2等量替代部分CB，有利于提高 复合材料的硫化程度，增强硫化网络结构，而对复 合材料的t10和t90影响较小。
（3）少量MoS2等量替代部分CB，复合材料的 Payne效应减弱，tanδ减小。
（4）少量MoS2等量替代部分CB，有利于提高 复合材料的100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸 强度和撕裂强度，减小拉断永久变形，提高耐磨 性能。
（5）MoS2等量替代部分CB，复合材料的滚动 阻力稍有改善，抗湿滑性能略有下降，但总体变化 不大。