明硅烷醇存在，以及未反应非对称拉伸峰。

这些官能团出现意味着些硅烷醇可能同时与和偶联剂中乙氧基乙氧基基团，在硫化过程中通过二枯基过氧化物引发剂引发，发生接枝反应已接枝到橡胶链上。

偶联剂硫化物可能已经参与硫磺硫化，因为复合材料中没有硫化物吸收峰。

偶联剂可能构成白炭黑粒子和橡胶之间桥梁，使硅烷偶联剂与橡胶分子间生成强化学键。

左右弯曲振动吸收峰也比没有偶联剂下制备样品光谱中吸收峰弱得多。

在偶合剂存在条件下，橡胶和白炭黑粒子之间相互作用遵从反应。

溶液冷却至室温，随后在搅拌状态下加入过氧化异二丙苯比重为百分之，相对于，将反应物置于旋转蒸发器中除去大约百分之八十溶剂和其他副产物。

在皮氏培养皿中铸成样品，干燥过夜。

铸成白炭黑样品重量比为在下加压硫化分钟。

.表征方法用电压为扫描电子显微镜检测白炭黑纳米复合材料形貌，在进行扫描电镜检测之前，用电沉积法在样品横截面上电镀层金，以增加其导电率。

通过傅氏红外线光谱分析仪得到纯和白炭黑填充改性过傅氏红外光谱图。

样品吸收峰分析范围在至内。

所有光谱平均扫描次。

交联度是通过平衡溶胀测定法得到，每组样品制备三个长方形试片，在甲苯中室温浸泡三小时以上，取溶胀比平均值。

每次检测完毕后更换溶剂以除去未交联部分，例如未硫化分子链会使得溶胀比值不准确。

样品干燥至恒定质量，溶胀质量达到固定值时，测定出准确平衡溶胀值，绝对溶胀比由公式得到绝对提取分数由公式得到，其中是样品在浸泡甲苯之前质量。

值和值也被定义为实际重量，由公式得到是在复合材料中质量分数。

凝胶率由公式测定，式中是纯质量，是在复合材料中质量分数。

使用公司同步热分析仪进行热重分析。

将试样置于恒流氮气中，然后以每分钟速度从加热至进行分析。

样品拉伸性能用菲尔德拉力测试仪测定，在环境温度下，剪切速率为，标距长度为。

试样为长，厚度在之间长方形试片。

每个试样检测五组后取平均值。

杨氏模量由尼尔森理论模型预测。

动态机械分析由公司动态力学分析仪进行检测。

标准试样长，宽，厚度为，将其置于恒流氮气中，进行频率为拉伸，以每分钟速度从加热至。

.结果与讨论白炭黑复合材料电镜扫面照片见图。

颗粒尺寸分布见图。

粒径尺寸分布由每个样品个颗粒平均尺寸得出。

显微图片中光亮区域对应是白炭黑粒子，可以看出呈现球形。

白炭黑粒子均匀地分散在白炭黑复合材料试样中，并且具有较好颗粒基体粘附性，这证明在原位改性填充剂填充改性橡胶中，填料分散性得到极大改善。

白炭黑含量较高复合材料中，白炭黑聚集体有大有小见图，宏观粒子决定粒子尺寸分布证明粒子尺寸有增加见图。

从图中可以看出，有些颗粒完全地镶入在基体之中，这说明颗粒与基体之间有较好相互作用。

其他学者在相同情况下研究观察到随着填充剂增加，聚集体也将增加，这使得原位生成分散相增加时，白炭黑粒子聚集体数量增加。

亲水白炭黑粒子有形成氢键倾向，所以在悬浮液中可能会聚集在起，通过将实验结果进行比较可以发现没有使用硅烷偶联剂样品，其粒子尺寸分布情况基本相同。

但是根据这种情况并不能得出结论，因为电镜扫描分析只显示出样品表面微观形态，想得出可靠结论还需要知道更多颗粒在样品中分布情况。

.图复合材料显微照片硅烷偶联剂和白炭黑复合材料白炭黑质量分数为红外光谱图如图所示。

伸缩振动两个强吸收峰为和，由这两个峰可以识别出橡胶分子。

和伸缩弯曲振动吸收峰分别为，和，。

与硅烷偶联剂改性在和显示出个吸收峰，说明了不对称伸缩振动存在，推断出存在。

红外光谱显示出以下新频率段在附近不对称伸缩振动吸收峰。

在附近摇摆振动吸收峰，在弯曲振动吸收峰。

中在附近振动吸收以及在附近振动吸收峰。

图复合材料照片.图复合材料显微照片水解是通过水产生硅烷醇基硅羟基在基体存在下发生溶胶凝胶过程。

硅烷醇基团与乙氧基硅反应，并产生硅氧烷基团。

中乙氧基也可以与硅烷醇基反应形成硅氧烷键。

因此，硅氧烷键连接白炭黑粒子嵌在橡胶基体中。

硅氧烷键可从硫化复合材料光谱中看到，在处存在不对称拉伸振动吸收峰，如图所示。

硫化复合材料在和出现了新吸收峰。

它们以属于，其表明硅烷醇存在，以及未反应非对称拉伸峰。

这些官能团出现意味着些硅烷醇可能同时与和偶联剂中乙氧基乙氧基基团，在硫化过程中通过二枯基过氧化物引发剂引发，发生接枝反应已接枝到橡胶链上。

偶联剂硫化物可能已经参与硫磺硫化，因为复合材料中没有硫化物吸收峰。

偶联剂可能构成白炭黑粒子和橡胶之间桥梁，使硅烷偶联剂与橡胶分子间生成强化学键。

左右弯曲振动吸收峰也比没有偶联剂下制备样品光谱中吸收峰弱得多。

在偶合剂存在条件下，橡胶和白炭黑粒子之间相互作用遵从，.，，，，，，..，，，.，.，.，.，.，.，.，.，.，.，，.，.，..，，.，，，.，.，..反应。

溶液冷却至室温，随后在搅拌状态下加入过氧化异二丙苯比重为百分之，相对于，将反应物置于旋转蒸发器中除去大约百分之八十溶剂和其他副产物。

在皮氏培养皿中铸成样品，干燥过夜。

铸成白炭黑样品重量比为在下加压硫化分钟。

.表征方法用电压为扫描电子显微镜检测白炭黑纳米复合材料形貌，在进行扫描电镜检测之前，用电沉积法在样品横截面上电镀层金，以增加其导电率。

通过傅氏红外线光谱分析仪得到纯和白炭黑填充改性过傅氏红外光谱图。

样品吸收峰分析范围在至内。

所有光谱平均扫描次。

交联度是通过平衡溶胀测定法得到，每组样品制备三个长方形试片，在甲苯中室温浸泡三小时以上，取溶胀比平均值。

每次检测完毕后更换溶剂以除去未交联部分，例如未硫化分子链会使得溶胀比值不准确。

样品干燥至恒定质量，溶胀质量达到固定值中文字，单词，英文字符出处.溶胶凝胶法原位制备偶联剂接枝白炭黑以增强，.自由邦大学夸夸校区，化学系，专用袋，南非普迪塔克哈巴，恩佐法拉利工程系，摩德纳和雷焦艾米利亚罗马涅区大学，意大利摩德纳收到时间年月日接受时间年月日摘要利用溶液凝胶法原位制备白炭黑接枝，采用正硅酸乙酯作为单体，双三乙氧基甲硅烷基丙基四硫烷作为偶联剂即硅烷偶联剂。

在任何情况下都可以观察到，白炭黑均匀分散性，例如观察填料和基体之间粘合。

溶胀和凝胶量测定结果表明，交联点数量减少，但是橡胶交联网对于维持高凝胶含量而言是绰绰有余。

这些结果表明偶联剂在具有亲水性白炭黑和具有亲油性橡胶之间起到了桥梁作用，并且增强了白炭黑与橡胶之间相互作用，这种相互作用增强，提高了热稳定性。

尼尔森模型参数和实验测定出杨氏模量参数具有良好致性，这表明基体中硅聚合物尺寸减小和分散性增加。

在储能模量和杨氏模量之间也能找到良好致性。

填料有效因素对材料热稳定性和机械钢化效应有很好促进作用，同时阻尼减少值也证明了均匀分散白炭黑颗粒与之间具有强烈相互作用以及限制了高分子链流动性。

关键词白炭黑纳米复合材料偶联剂加强引言对于需要粒子均匀分散以填充改性橡胶而言，原位溶液凝胶法衍生出无机氧化物发展是个十分有前景方法。

然而无机填充剂增强橡胶有个很大缺点，那就是无机填充剂与橡胶相容性差，这将导致被改性橡胶中无机填充剂容易聚集成很大颗粒。

这主要是由于白炭黑表面硅醇基团之间产生氢键所导致强烈相互作用，。

这种相互作用使其无法在橡胶中均匀分散，甚至会导致白炭黑粒子聚集成团。

这个问题可以利用在原位溶液凝胶生产过程用不同类型硅烷偶联剂来解决，因此可以改变充填剂与基体，充填剂与充填剂之间相互作用，。

正硅酸乙酯溶液凝胶反应包括两步脱水与缩合反应，最终生成白炭黑。

反应步骤如方案所示。

溶液凝胶工艺法在橡胶化学中应用与硅烷偶联剂水分和硅烷固化有关，并已应用于天然橡胶，苯乙烯丁二烯共聚物，和聚丁烯橡胶。

水解反应脱醇反应脱水反应总反应.方案三乙氧基硅烷溶胶凝胶反应用双三乙氧基硅丙基四硫化物硅烷偶联剂作为偶联剂接枝正硅酸乙烷原位溶液凝胶反应来增强橡胶复合材料制备已经在些文献中报道过，。

硅烷偶联剂通过在亲水白炭黑和亲油橡胶之间搭桥来增强它们之间相互作用。

这种相互作用由硅烷偶联剂上两种活性基团来增强，氧乙基和硫基结构如下所示。

氧乙基可以和白炭黑表面含硅基团反应，而硫基则参与硫化反应在橡胶和硅烷偶联剂之间生成较强化学键。

村上等人研究了硅烷偶联剂原位接枝白炭黑对天然橡胶影响。

他们报道称硅烷偶联剂巯基丙基三甲氧基硅烷和原位白炭黑同时使用，极大地避免了硫固化延迟，提高了原位接枝改性白炭黑填充天然橡胶湿润性，并提升了天然橡胶硫化强度。

用硅烷偶联剂参与正硅酸乙烷原位溶液凝胶反应所获得增强效果远高于传统机械和无偶联剂原位反应所产生增强效果，这表明在橡胶硫化之前白炭黑粒子抑制了天然橡胶交联反应，并且通过表面含硅基团形成了白炭黑交联网。

双三乙氧基甲硅烷基丙基四硫烷作为硅烷偶联剂使用，最初是为了在增强改性方面取得实质性进步。

不仅如此，混合了硅烷偶联剂后，橡胶材料溶胀比也大幅度减小，这也说明了有机组分与无机组分之间交联程度更大了。

利用溶液凝胶法通过原位反应生产无机金属氧化物对橡胶进行增强，其与橡胶耐热性热机械性和机械性等性能提高密切相关。

有研究表明，原位白炭黑增强改性，随着填充剂增加，其聚集程度增加，交联度下降，。

针对这种情况，我们通过在溶液凝胶法中引入双三乙氧基硅丙基四硫化这种硅烷偶联剂用于白炭黑接枝共聚配制。

先在中加入硅烷偶联剂混合，在溶液凝胶反应开始后加入正硅酸乙烷单体。

这种方法用来减小填充剂之间相互作用，并且提高热稳定性机械性能和热机械性能，还能提高交联度，制备出较好形态复合材料。

实验.材料四乙氧基硅烷锡乙基己酸过氧化二异丙苯甲苯，二三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物，俗称和乙醇，全部由公司提供。

采用原料不再进步提纯。

由意大利埃尼公司供应，密度为.。

.白炭黑纳米复合材料准备室温下在甲苯中溶解度为，在搅拌状态下慢慢加入，可以使其比重增加至百分之四，白炭黑复合材料制备是通过在接枝了硅烷偶联剂溶液中，按定比例加入正硅酸乙烷去离子水乙醇锡乙基己酸摩尔比为.制备而成。

将反应混合物在下磁力搅拌，以激活和白炭黑脱水缩合反应。

溶液冷却至室温，随后在搅拌状态下加入过氧化异二丙苯比重为百分之，相对于，将反应物置于旋转蒸发器中除去大约百分之八十溶剂和其他副产物。

在皮氏培养皿中铸成样品，干燥过夜。

铸成白炭黑样品重量比为在下加压硫化分钟。

.表征方法用电压为扫描电子显微镜检测白炭黑纳米复合材料形貌，在进行扫描电镜检测之前，用电沉积法在样品横截面上电镀层金，以增加其导电率。

通过傅氏红外线光谱分析仪得到纯和白炭黑填充改性过傅氏红外光谱图。

样品吸收峰分析范围在至内。

所有光谱平均扫描次。

交联度是通过平衡溶胀测定法得到，每组样品制备三个长方形试片，在甲苯中室温浸泡三小时以上，取溶胀比平均值。

每次检测完毕后更换溶剂以除去未交联部分，例如未硫化分子链会使得溶胀比值不准确。

样品干燥至恒定质量，溶胀质量达到固定值时，测定出准确平衡溶胀值，绝对溶胀比由公式得到绝对提取分数由公式得到，其中是样品在浸泡甲苯之前质量。

值和值也被定义为实际重量，由公式得到是在复合材料中质量分数。

凝胶率由公式测定，式中是纯质量，是在复合材料中质量分数。

使用公司同步热分析仪进行热重分析。

将试样置于恒流氮气中，然后以每分钟速度从加热至进行分析。

样品拉伸性能用菲尔德拉力测试仪测定，在环境温度下，剪切速率为，标距长度为。

试样为长，厚度在之间长方形试片。

每个试样检测五组后取平均值。

杨氏模量由尼尔森理论模型预测。

动态机械分析由公司动态力学分析仪进行检测。

标准试样长，宽，厚度为，将其置于恒流氮气中，进行频率为拉伸，以每分钟速度从加热至。

.结果与讨论白炭黑复合材料电镜扫面照片见图。

颗粒尺寸分布见图。

粒径尺寸分布由每个样品个颗粒平均尺寸得出。

显微图片中光亮区域对应是白炭黑粒子，可以看出呈现球形。

白炭黑粒子均匀地分散在白炭黑复合材料试样中，并且具有较好颗粒基体粘附性，这证明在原位改性填充剂填充改性橡胶中，填料分散性得到极大改善。

白炭黑含量较高复合材料中，白炭黑聚集体有大有小见图，宏观粒子决定粒子尺寸分布证明粒子尺寸有增加见图。

从图中可以看出，有些颗粒完全地镶入在基体之中，这说明颗粒与基体之间有较好相互作用。

其他