化学改性脱硫灰取代部分炭黑制备环保型丁苯橡胶及其性能

用硅烷偶联剂Si69和KH550对脱硫灰进行化学改性,用改性脱硫灰取代部分炭黑与丁苯橡胶复合,制备环保型丁苯橡胶,对其进行了表征,采用均匀设计结合BP神经网络建立模型优化工艺参数. 结果表明,最优制备工艺参数为Si69和KH550用量分别为4.3wt%和3.8wt%、无水乙醇用量22.1wt%、搅拌速度705 r/min、反应温度82℃,该条件下所制环保型丁苯橡胶的力学性能为拉伸强度19.64 MPa、撕裂强度44.96 kN/m、邵氏A硬度66. 实验结果与模型预测值吻合较好,相对误差为3.03%~2.65%.     

基于正交设计与BP神经网络优化制备钢渣代砂环保型泡沫混凝土

以特殊钢尾渣作为掺和料,制备钢渣代砂环保型泡沫混凝土,即特殊钢尾渣泡沫混凝土.基于正交设计与BP神经网络考察各制备因素对特殊钢尾渣泡沫混凝土干密度与28 d强度的影响.结果表明,最优特殊钢尾渣泡沫混凝土的制备工艺参数:水泥用量74.9份、特殊钢尾渣用量30.2份、粉煤灰用量12.8份、水料比0.455、发泡剂用量309.7 g,其干密度628.49 g/cm3和28 d强度2.675 MPa.所建立的BP神经网络模型精确性高,即实验测试值与模型预测值的相对误差分别为3.854％与3.925％.特殊钢尾渣泡沫混凝土中C-S-H凝胶将特殊钢尾渣包裹,不仅能提高所制备泡沫混凝土的力学性能,而且能增强所制备混凝土中的应用性和安全性.     

基于均匀设计与BP神经网络优化制备SiO2基相变调湿复合材料的预测模型

以SiO2为载体、脂肪酸为相变材料制备SiO2基相变调湿复合材料,运用均匀实验设计结合BP神经网络优化制备参数,对最优材料进行表征,建立了优化制备工艺与综合相变调湿性能的BP神经网络模型. 结果表明,最优制备条件为溶液pH值为3.63、超声波功率100 W、去离子水与正硅酸乙酯物质的量比9.71、无水乙醇与正硅酸乙酯物质的量比5.18、脂肪酸与正硅酸乙酯物质的量比0.51;最优SiO2基相变调湿复合材料在相对湿度97.30%时的平衡含湿量为0.3057 g/g,从30℃到15℃的降温时间为1445 s,综合相变调湿性能为1.6014,实验结果与模型预测值吻合较好,相对误差为-1.70%~1.89 %. 脂肪酸包覆于SiO2的网络孔隙结构中形成最优SiO2基相变调湿复合材料,粒径主要分布在约100 nm. 验证了利用二次回归方程对均匀设计实验的分析成果.     

改性钢渣基相变储能型丁苯橡胶的制备及其性能研究

固体废弃物高附加值利用是资源可持续发展的重要途径之一.以石蜡与改性钢渣制备相变储能改性钢渣,然后将相变储能改性钢渣取代部分炭黑与丁苯橡胶进行复合,制备改性钢渣基相变储能型丁苯橡胶.研究改性钢渣的性质,石蜡用量与相变储能改性钢渣用量对所制样品性能影响.结果表明,磷酸可以有效去除钢渣孔结构中的f-CaO,从而大幅提高了改性钢渣的比表面积和孔体积.当石蜡用量为10 g、改性钢渣用量为30 g和炭黑用量为20 g时,改性钢渣基相变储能型丁苯橡胶不仅具有良好的力学性能,即拉伸强度22.1 MPa、邵氏A硬度65.9和撕裂强度40.2 kN/m,而且具有稳定的相变储能性能,即相变温度55.5℃和相变焓13.27 J/g.上述研究有利于改性钢渣基相变储能型橡胶在防水卷材、墙面保温材料与屋面隔热材料应用,从而实现钢渣高附加值利用.     

基于改性多孔钢渣对生态橡胶性能的优化

运用均匀设计结合BP神经网络算法,在磷酸、硅烷环境下将超细粉磨后的800目钢渣微粉进行优化改性后,部分代替炭黑同橡胶按比例复合制备高性能生态橡胶材料.建立制备工艺参数与力学性能的BP神经网络优化模型,优化设计生态橡胶的工艺参数.利用BET、FTIR、XRD和SEM对优化后的生态橡胶进行表征.结果表明,优化后生态橡胶制备工艺参数:磷酸与橡胶的质量比为0.013、硅烷K550与橡胶的质量比为0.003、促进剂与橡胶的质量比为0.007、硫磺与橡胶的质量比为0.011以及硬脂酸与橡胶的质量比为0.009.优化生态橡胶的力学性能:拉伸强度为18.6 MPa、邵尔A硬度为69.7和撕裂强度为45.6 kN/m.模型预测结果与实测结果具有较高的吻合度,误差范围为-1.59％～-0.85％.     

改性钢渣代炭黑环保型丁苯橡胶的制备及其性能

用磷酸和钢渣制备改性钢渣,以改性钢渣取代部分炭黑与丁苯橡胶复合,制备改性钢渣代炭黑环保型丁苯橡胶,研究了磷酸/钢渣质量比、改性钢渣/炭黑质量比和促进剂/硫磺质量比对所制样品力学性能的影响.结果表明,当磷酸/钢渣质量比为10:250时,改性钢渣具有最优的孔结构,比表面积为15.093 m2/g,孔体积为0.0868 m L/g,平均孔径为24.87 nm;当改性钢渣/炭黑质量比为260:250、促进剂/硫磺质量比为10:15时,丁苯橡胶的力学和经济综合性能最佳,拉伸强度为23.7 MPa,邵尔A硬度为67.9,撕裂强度为41.2 k N/m.     

钢渣超微粉取代部分炭黑高强耐磨型丁苯橡胶复合材料的制备及其性能研究

采用乙二醇与三乙醇胺为改性剂、无水乙醇为溶剂配制钢渣助磨剂,将钢渣助磨剂与钢渣混合后粉磨获得钢渣超微粉。利用钢渣超微粉取代部分炭黑制备一系列钢渣超微粉/丁苯橡胶复合材料。考察钢渣助磨剂配方与钢渣超微粉用量对钢渣超微粉/丁苯橡胶复合材料力学性能的影响,并且分析其作用机理。结果表明,当乙二醇用量为0.10 m L、三乙醇胺用量为0.10 m L、无水乙醇用量为0.10 m L、电炉渣质量为20 g、炭黑质量为30 g时,钢渣超微粉/丁苯橡胶复合材料的力学性能较好,即拉伸强度为22.01 MPa、拉断伸长率为605.27%、撕裂强度为40.74 k N/m、邵尔A硬度为62。以乙二醇、三乙醇胺与无水乙醇为钢渣助磨剂可改善钢渣超微粉的粒度分布,有利于钢渣超微粉的物理吸附效果与分散效果,提高钢渣超微粉/丁苯橡胶结构的牢固度与丁苯橡胶包裹钢渣超微粉的效果。     

β-巯基丙酸固相原位加工改性溶聚丁苯橡胶及其白炭黑复合材料的制备工艺

对加工过程中β-巯基丙酸固相原位接枝溶聚丁苯橡胶及其白炭黑复合材料的制备工艺进行了研究,明确了改性的工艺条件,并通过差式扫描量热仪和核磁共振氢谱验证了固相原位接枝的可行性。结果表明,在β-巯基丙酸用量0.2～1.2份（质量）、反应温度100 ℃、反应时间3 min的条件下,采用优化的原位加工改性工艺制备的溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料,橡胶基质与白炭黑的相互作用增强,动态力学性能得到明显改善,滚动阻力降低了23.4%,抗湿滑性能提高了23.8%。     

轿车轮胎胎面胶用高岭土/丁苯橡胶复合材料制备方法

由武汉理工大学和北海高岭科技有限公司申请的专利(公开号CN 101935414A,公开日期2011-01-05)"轿车轮胎胎面胶用高岭土/丁苯橡胶复合材料制备方法",提供了一种轿车轮胎胎面胶用高岭土/丁苯橡胶(SBR)复合材料的制备方法,包括高岭土表面改性、混炼工艺和硫化工艺等,     

丁苯橡胶/膨胀珍珠岩复合材料的制备

用硅烷偶联剂Si-69对膨胀珍珠岩粉进行表面改性,并用模压法制备了丁苯橡胶/膨胀珍珠岩复合材料.考察了Si-69和改性膨胀珍珠岩粉的用量对复合材料性能的影响,通过热重测试(TGA)分析了复合材料的热性能,采用电子扫描显微镜(SEM)观察了复合材料的撕裂断面形貌.实验结果表明:改性膨胀珍珠岩粉适量填充丁苯橡胶能明显提高复合材料的力学性能和热性能.膨胀珍珠岩粉经适量Si-69改性后,有利于提高其与丁苯橡胶的两相界面相容性.     

基于BP神经网络优化的Cu-Ce/TiO_2制备及表征

以硝酸铜与硝酸铈对TiO_2进行改性制备Cu-Ce/TiO_2。通过均匀设计与BP神经网络结合,研究Cu-Ce/TiO_2制备工艺参数,即Cu-Ce/TiO_2中Cu-Ce与TiO_2的物质的量比、Cu-Ce/TiO_2中Cu与Ce的物质的量比、Cu-Ce/TiO_2凝胶的煅烧温度、煅烧的升温速度和煅烧后恒温时间对Cu-Ce/TiO_2湿性能和光催化性能的影响。构建制备工艺参数与性能的Cu-Ce/TiO_2BP神经网络优化模型,获得优化制备工艺参数,并对优化Cu-Ce/TiO_2进行性能测试与表征。结果表明,优化Cu-Ce/TiO_2制备工艺参数:Cu-Ce/TiO_2中Cu-Ce与TiO_2的物质的量比为0. 033、Cu-Ce/TiO_2中Cu与Ce的物质的量比为0. 89、Cu-Ce/TiO_2凝胶的煅烧温度为502℃、煅烧的升温速度为1. 8℃/min和煅烧后恒温时间为1. 6 h。优化Cu-Ce/TiO_2的湿性能为0. 087 1 g/g,优化Cu-Ce/TiO_2的光催化性能为51. 5%。对Cu-Ce/TiO_2制备工艺参数进行优化,尤其是煅烧的升温速度与煅烧后恒温时间进行优化,可以进一步促使优化Cu-Ce/TiO_2的粒径降低、均匀性增加。     

基于BP神经网络优化的Cu-Ce/TiO_2制备及表征

以硝酸铜与硝酸铈对TiO_2进行改性制备Cu-Ce/TiO_2。通过均匀设计与BP神经网络结合,研究Cu-Ce/TiO_2制备工艺参数,即Cu-Ce/TiO_2中Cu-Ce与TiO_2的物质的量比、Cu-Ce/TiO_2中Cu与Ce的物质的量比、Cu-Ce/TiO_2凝胶的煅烧温度、煅烧的升温速度和煅烧后恒温时间对Cu-Ce/TiO_2湿性能和光催化性能的影响。构建制备工艺参数与性能的Cu-Ce/TiO_2BP神经网络优化模型,获得优化制备工艺参数,并对优化Cu-Ce/TiO_2进行性能测试与表征。结果表明,优化Cu-Ce/TiO_2制备工艺参数:Cu-Ce/TiO_2中Cu-Ce与TiO_2的物质的量比为0. 033、Cu-Ce/TiO_2中Cu与Ce的物质的量比为0. 89、Cu-Ce/TiO_2凝胶的煅烧温度为502℃、煅烧的升温速度为1. 8℃/min和煅烧后恒温时间为1. 6 h。优化Cu-Ce/TiO_2的湿性能为0. 087 1 g/g,优化Cu-Ce/TiO_2的光催化性能为51. 5%。对Cu-Ce/TiO_2制备工艺参数进行优化,尤其是煅烧的升温速度与煅烧后恒温时间进行优化,可以进一步促使优化Cu-Ce/TiO_2的粒径降低、均匀性增加。     

天然橡胶/脱硫灰复合材料的制备及性能研究

以脱硫灰为补强填料，采用直接共混法制备天然橡胶(NR)/脱硫灰复合材料，研究了不同用量的脱硫灰对NR/脱硫灰复合材料性能的影响。结果表明，脱硫灰可以赋予NR复合材料良好的热稳定性，提高NR复合材料的力学性能，改善NR复合材料的综合性能。将脱硫灰作为一种新型补强填料，对实现脱硫灰的资源再利用具有积极意义。     

CaCO3/RCOO-复合材料的制备与性能研究(Ⅰ)——工艺因素的影响和条件优化

研究了机械力化学方法制备CaCO3/RCOO-复合材料工艺中各类因素的影响和条件优化.结果表明:在碳酸钙湿法超细研磨中同时添加硬脂酸钠,通过碳酸钙表面RCOO-改性方式,可制备CaCO3/RCOO-复合材料.改性药剂条件、矿浆条件,特别是形成机械力强度的磨矿条件均影响改性效果和复合材料性能,机械力化学方法制备的CaCO3/RCOO-复合材料的性能优于传统混合改性方法.     

PP/生物质灰复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融共混工艺制备了聚丙烯(PP)/生物质灰复合材料,考察了生物质灰用量、偶联剂处理和马来酸酐接枝PP增容剂(PP-g-MAH)对复合材料力学性能的影响.研究发现,生物质灰用量为20份时,复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PP的性能有所提高;偶联剂KH550用量为生物质灰用量的l%时效果较好;PP-g-MAH增容剂对复合材料的增容效果明显,使材料的力学性能提高.     

垃圾焚烧飞灰的表面改性及在聚丙烯中的应用研究

采用机械力化学法对垃圾焚烧飞灰进行表面改性,得出优化工艺参数为:硬脂酸钠作为改性剂,改性剂用量2%(wt),球磨机转速200 r×min~(-1),改性时间150 min,球料比3:1。在此参数下,垃圾焚烧飞灰吸油值为28.2 g×(100 g)~(-1),接触角为110.5°,且由傅里叶红外光谱分析可得改性剂与粉体表面存在化学反应。对PP/垃圾焚烧飞灰复合材料进行测试表明50%飞灰添加量的复合材料Cr(Ⅵ)离子浸出浓度为0.05μg×mL~(-1),且PP/改性飞灰复合材料的拉伸性能、冲击强度及断裂伸长率均优于PP/未改性飞灰复合材料。     

绢云母在丁苯橡胶中的应用

以滁州绢云母为填料,将其改性后制备了改性绢云母/丁苯橡胶(SBR)复合材料,考察了复合材料物理机械性能的影响因素,并通过傅里叶变换红外谱(FTIR)表征了改性绢云母和复合材料。结果表明,在改性剂WD 81质量分数为2.0%、改性温度为90℃、改性时间为25 min以及改性绢云母用量为80份、硫化温度为150℃、硫化时间为12 min的条件下制得的改性绢云母/SBR复合材料的拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度和邵尔A硬度分别达到6.81 MPa、856%、28.04 k N/m和56;改性绢云母/SBR复合材料的官能团发生了加成聚合反应,改性剂起到"桥梁"作用,提高了绢云母对SBR基体的增强作用。     

壳聚糖改性二氧化硅/天然橡胶复合材料的性能

采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖改性二氧化硅,并采用共沉降法制备了壳聚糖改性二氧化硅/天然橡胶（NR）复合材料,考察了壳聚糖用量对复合材料硫化特性、拉伸性能、耐老化性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了拉伸试样的断面形貌。结果表明,壳聚糖的加入使NR复合材料的性能得到明显改善,当其用量为0.5 g时,复合材料的硫化特性与拉伸性能最佳,正硫化时间为1.95 min,拉伸强度为24.01 MPa,扯断伸长率达到256%;当壳聚糖添加量为0.3 g时,硫化胶的拉伸强度与扯断伸长率的性能保持指数最高,耐老化性能最佳;经壳聚糖改性的二氧化硅在NR中的分散性得到改善。     

PBS/淀粉复合材料性能研究

以表面活性剂硬脂酸聚乙二醇酯(PEOST)、甘油、尿素和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(AX89)为因素,设计L9(34)正交试验表,进行了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/淀粉复合材料的优化实验。此外,利用红外光谱对该复合材料进行了表征,并以最优配方制备了改性淀粉,研究了改性淀粉用量对PBS/淀粉复合材料性能的影响。结果表明:甘油和尿素是影响PBS/淀粉复合材料拉伸强度和撕裂强度的主要因素,而对断裂伸长率影响最大的则是PEOST。对复合材料中PBS结晶温度影响最大的是甘油,其次为PEOST、AX89,最后是尿素。以所确定的最优水平组合制备PBS/淀粉复合材料,其拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度可分别达到11.32 MPa、162.32%和89.67 N/m。随着改性淀粉用量的增加,PBS/淀粉复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均呈下降趋势,其中当淀粉添加量为40%时,降幅分别达到69.16%、71.26%和65.12%。此外红外光谱显示,与纯PBS相比,PBS/淀粉复合材料在3 365和1 617 cm~(-1)处还出现了羟基和羰基的特征峰。     

丁苯橡胶/纳米硅铝管复合材料的制备工艺与性能

分别采用直接共混法、填料预处理法、原位改性分散法、乳液法制备了丁苯橡胶/纳米硅铝管（SBR/SANT）复合材料,并对其结构和性能进行了表征。结果表明：采用原位改性分散的方法能够有效改善填料与橡胶间的界面强度,制备得到力学性能优异的SBR/SANT复合材料。采用乳液法制得复合材料的填料分散较好,扫描电子显微镜观察到SANT基本以单管分散,其导热性能明显优于干法混合。随着纳米硅铝管用量增大,SBR/SANT复合材料的硬度、定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和导热系数提高,拉断伸长率下降。