Impact of mixing procedure on phase morphology and fracture mechanical properties of carbon black-filled NR/SBR blends
Impact of mixing procedure on phase morphology and fracture mechanical properties of carbon black-filled NR/SBR blends
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混合程序对炭黑填充 NR/SBR 共混物相形态和断裂力学性能的影响
DOI：
10.1007/s00161-017-0562-1
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发表时间：
2017
影响因子：
2.6
通讯作者：
Klüppel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Klüppel
基于粘弹性模型，对炭黑填充天然橡胶（NR）/丁苯橡胶（SBR）共混物的填料分布和界面量进行了计算。据此，动态应变过程中的总耗散能被分解为不同聚合物相和界面相的贡献。在NR/SBR共混物中，SBR相和界面相的填充率较高，NR相的填充率较低。填料分布本身不仅取决于聚合物对填料的亲和力，还取决于混合程序。通过研究两种不同混炼工艺制备的NR/SBR共混物，研究了这一点。在标准混合程序中，首先混合聚合物，然后添加填料。在间歇混炼过程中，填料预先仅在NR中混炼，然后与SBR共混。由于填料从NR转移到SBR，间歇混合导致界面相的填充增加。填料分布的结果进行了比较，脉冲激励下的疲劳裂纹扩展速率。用SBR代替NR，加速了裂纹扩展。由于炭黑的分散性较差和/或界面相的填料负载量较高，批量样品在较高的撕裂能下显示出较高的裂纹扩展速率。
Based on a viscoelastic model, the filler distribution and the amount of interphase of carbon black-filled blends of natural rubber (NR) with styrene-butadiene rubber (SBR) are evaluated. Hereby, the total dissipated energyduring dynamical straining is decomposed into the contributions of the different polymer phases and the interphase. For the NR/SBR blends, we find a higher filling of the SBR phase and the interphase and a lower filling of the NR phase. The filler distribution itself depends not only on the affinity of the polymer to the filler but also on the mixing procedure. This is investigated by studying NR/SBR blends prepared by two different mixing procedures. In the standard mixing procedure, the polymers are mixed first, and then, the filler is added. In the batch mixing procedure, the filler is previously mixed in the NR only and then blended with SBR. Batch mixing is resulting in an increase in the filling of the interphase due to filler transfer from NR to SBR. The results for the filler distribution are compared to fatigue crack propagation rates under pulsed excitation. The crack propagation is accelerated when substituting NR with SBR. The batched samples show higher crack propagation rates at higher tearing energies due to a worse dispersion of the carbon black and/or higher filler loading of the interphase.
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