纳米氧化铈VK-Ce01在橡胶中的应用

 

氧化铈是一种无机物，化学式为CeO2，淡黄或黄褐色助粉末。密度7.13g/cm3，熔点2397℃，不溶于水和碱，微溶于酸。在2000℃温度和15MPa压力下，可用氢还原氧化铈得到三氧化二铈，温度游离在2000℃间，压力游离在5MPa压力时，氧化铈呈微黄略带红色，还有粉红色，其性能是做抛光材料、催化剂、催化剂载体（助剂）、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、汽车尾气吸收剂、电子陶瓷等。

 

本文以天然橡胶为基体橡胶，通过加入不同份数的表面改性后的纳米二氧化铈（VK-Ce01），用混炼掺杂的方法制得了性能优异的稀土橡胶。

 

改性的纳米二氧化铈（VK-Ce01）粉体表面具有憎水性的有机化层，能增加氧化铈与橡胶的界面结合力，提高氧化铈在橡胶中的分散能力，发挥它的补强作用。增加了橡胶的耐磨性。

 

使用硬脂酸对纳米二氧化铈（VK-Ce01）进行有机化改性时在硬脂酸用量4％，改性温度70℃，改性时间60min，搅拌机转速15级的改性实验条件下，制备了活化指数的改性产品；

 

添加到天然橡胶后，橡胶性能得到优化。

 

1.硫化胶，对裤型撕裂强度和弹回率增强明显，分别增加了182.5％和38％；

2．保持氧化锌的使用率，二氧化铈与氧化锌的共用比率为2／8时．正硫化时间缩短了26％，节省能耗，提高了产能，得到的硫化胶的扯断强度满足制品性能要求；

3．二氧化铈有利于提高橡胶的抗热氧老化性能，使得扯断强度的降低量由7．9MPa减小到3．3MPa，

4．添加有二氧化铈的硫化胶的阿克隆磨耗降低了36．8％，

 

超微二氧化铈（VK-Ce01）改善橡胶材料的使用性能

1.填充补强增韧作用

稀土作为填料补强作用明显。稀土氧化物超微粉末、羧酸稀土填入到橡胶中，硫化胶的拉伸强度和撕裂强度都得到了大幅度的提高。用氧化铈微粉与EN330(乳化的N330)共混后，所获得的P(SBR／N330．Ce3+)硫化胶的力学性能在300％定伸应力有了较大幅度的提高，达20MPa以上，

 

2．提高耐热性

硅橡胶最显著的特点是耐热性。添加纳米二氧化铈（VK-Ce01）可提高硅橡胶的耐热性。Ce02是浅色耐热添加剂，对颜色有特别要求的耐热硅橡胶更有价值。

3.抗热氧化作用

稀土元素对天然橡胶的热氧化有很强的抵抗作用。

4.稀土配合物作为橡胶硫化促进剂

发现稀土配合物具有极高的硫化促进功效。

5.稀土金属钕为主体的催化定位聚合高性能的顺丁橡胶，稀土顺丁橡胶又称钕系顺丁橡胶，作为轮胎生产的优选胶种。

稀土顺丁橡胶具有强度高、耐屈挠、低生热、抗湿滑及滚动阻力低等特点，性能优于镍胶，是发展高性能轮胎和节能轮胎的优选胶种。补强剂，其粒径一般小于0.1um。因为粒径越细，比表面积越大，对橡胶的补强性也越大。

 

无机填料的表面改性技术

聚合物用无机填料的表面改性：

1．表面覆盖改性：利用表面活性剂覆盖于粒子表面，赋予粒子表面新的性质。常用的表面改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸、有机硅、醇、胺等。

2．外膜包覆改性：在粒子表面均匀地包覆一层与聚合物基体结构类似的有机物，使粒子表面性质发生变化，改善与聚合物基体的兼容性。

 

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纳米氧化铈VK-Ce01在橡胶中的应用
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