天然橡胶的老化机理EI北大核心CSCD

采用人工紫外光老化和自然老化2种方法对天然橡胶(NR)进行老化研究,利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱及紫外-可见光吸收光谱测试法对老化产物进行表征,探究了NR的老化机理。结果表明,天然橡胶抗紫外光老化能力较差,在紫外光下照射3 h,其分子结构即发生明显改变,而在自然老化的条件下,天然橡胶经过30 d结构才发生变化。天然橡胶的老化机理:双键α-H最先被活化,随后发生氧化生成醛酮等氧化产物,同时双键被加成,烯氢含量减少;老化过程中,氧化降解与交联反应同时存在,老化前期以降解为主,后期产生交联。以核磁谱图为依据对烯氢的氧化百分比进行定量分析,建立了本实验条件下2种老化方程,并得出了自然老化时间与人工紫外光老化时间的关系,天然橡胶经紫外光老化7 d约相当于自然老化下3个月的老化效果。     

三元乙丙橡胶的紫外光老化机理

利用紫外老化箱对三元乙丙橡胶(EPDM)进行紫外光老化试验,采用核磁共振氢谱(~1H-NMR)与傅里叶红外光谱(FT-IR)两种表征方法,追踪EPDM紫外光老化过程的化学结构变化,探讨了EPDM的老化机理。结果表明:EPDM的紫外光老化始于第3单体中活泼氢的断裂,氧化生成含氧产物,进而影响整个分子链。EPDM的抗紫外光老化性能较差,随着老化时间的延长,第3单体中的活泼氢的含量迅速减小,羰基含量呈现非线性增加。EPDM在紫外光老化过程中发生Norrish Ⅱ型光化学反应,生成了端烯烃结构。老化过程中生成了醇、酮、酯和烯烃等多种产物。以羰基相对亚甲基的吸光度A_(1715)/A_(1464)来表征老化程度,建立了本实验条件下的老化方程。     

有机玻璃在紫外光下老化机理的研究

在紫外光（50℃，313nm波长）条件下对有机玻璃进行了约70d（天）的人工加速老化试验，然后对不同老化时间的有机玻璃试样进行了力学性能测试，并进一步利用凝胶渗透色谱法、示差扫描量热法等手段，分析了老化前后的有机玻璃试样的结构和组成差异，结合老化前后有机玻璃力学性能的变化，定性的揭示了有机玻璃在紫外光条件下的老化规律和老化机理。     

全氟醚橡胶在四氧化二氮中的老化行为和机理

研究了经双-25硫化剂（DBPMH）和三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）硫化的全氟醚橡胶（FFKM）在氧化介质四氧化二氮中加速老化的行为和机理，并通过分子结构表征明确了交联网络的降解机理。研究发现，模量和交联密度随老化时间延长呈先增后减的趋势，表明老化早期发生了微弱的后交联，后期以交联结构的降解破坏为主。扫描电镜、动态力学热分析、差示扫描量热分析的结果均表明，气相氧化介质加速老化的作用强于液相。红外光谱和X射线光电子能谱的结果进一步表明，网络结构的破坏优先发生在TAIC交联点上，TAIC环状结构上不稳定的羰基在氧化介质形成的强酸性环境中容易发生断裂。     

放置时间对天然乳胶海绵热氧化老化行为的影响机理

研究了5种不同乳胶含量的天然乳胶海绵(80NR,60NR,50NR,40NR和0NR)与老化时间的关系,利用黄度指数、白度指数、交联密度、压陷密度和红外光谱图等指标对乳胶海绵的老化程度和老化特征进行探究。结果表明在老化过程中,乳胶含量越多的海绵,其黄度指数和白度指数上升和下降的速率越快,且黄度指数最后会趋于收敛;交联密度与压陷硬度有着密切关系,反应初期,交联密度上升、压陷硬度下降,反应后期,交联密度和压陷密度都在持续上升;在老化的整个过程中,乳胶海绵发生了氧化反应,碳碳双键消失,同时生成了酯、醚和过氧化物,但是甲基并没有因为反应而消失。     

PP/纳米CaCO3复合材料的紫外光老化行为

用FT-IR研究了紫外光老化聚丙烯(PP)/纳米CaCO<,3>和相容剂改性PP/纳米CaCO<,3>复合材料的微观结构变化,结果表明,纳米CaCO<,3>和相容剂加入加快了PP紫外光氧化降解,但对PP光氧化降解机理无影响.纳米CaCO<,3>促进PP光氧化降解作用较相客荆的大.纳米CaCO<,3>加快PP紫外光氧化降...     

聚对二甲苯膜老化的研究进展

介绍了聚对二甲苯(Parylene)薄膜在热、紫外光和γ射线中的老化行为及产物,讨论了一些老化现象的机理,提出了今后需要加强研究的方向.Parylene抗辐射能力最强,而抗紫外线能力最差,其老化主要表现在亚甲基的氧化与断裂.在125℃左右,开始出现较明显的热氧化,氧化速率与温度的关系符合Arrhenius关系式;在300nm的紫外光照射下发生较明显的降解,-Cl的存在对光解有加速作用;在空气气氛中,当γ辐照剂量超过50kGy后Parylene将发生明显的氧化,其耗氧量与辐照剂量近似呈线性关系,而且薄膜的熔融温度下降,透湿系数提高.     

溴化环氧化天然橡胶的制备与表征

采用胶乳法对天然橡胶(NR)进行环氧化和溴化制备溴化环氧化天然橡胶(BENR),考察溴化工艺如溴化时间、溴化温度、体系pH和溴化剂用量对BENR溴含量和羟基含量的影响,并采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振光谱和热重分析对BENR产物的微观结构进行表征。结果表明,环氧化天然橡胶(ENR)在溴化反应中发生了α-取代反应,另外环氧基团还发生开环反应生成了羟基;BENR在N_2中分3个阶段降解,在空气中分4个阶段降解;溴化剂用量为10 mL,溴化时间为20 min,溴化温度45℃,体系pH值为2时,BENR溴含量和羟基含量分别为44.89%和1.59%,随着溴含量的增加,BENR逐渐失去弹性变为粉末状。     

有机玻璃在典型环境下的老化性能

在热空气（50℃）、湿热（50℃,85%R.H.）、紫外光（50℃,131 nm）、自来水（50℃）和盐水（3%NaCl,50℃）五种条件下对有机玻璃做了70d（天）左右的人工加速老化试验,然后对不同环境和不同老化时间的有机玻璃试样进行了力学性能测试,并进一步利用凝胶渗透色谱法（GPC）、示差扫描量热法（DSC）等手段,分析了老化前后有机玻璃试样的结构和组成差异,结合老化前后有机玻璃力学性能的变化,揭示了有机玻璃在五种条件下的老化规律和老化机理。     

聚乙烯醇缩丁醛的热氧老化机理

对聚乙烯醇缩丁醛(PVB)进行热氧老化试验,采用三种表征方法,从化学结构变化的角度对PVB的热氧老化机理进行研究。研究结果表明:PVB的抗热氧老化性能较差,其羟基、羰基、缩丁醛基均对热敏感。老化前期PVB主要发生降解,首先是在热的作用下,羟基氧化、酯基分解、缩醛环受热开环生成烷氧自由基,然后生成酮、醛,生成的自由基可以诱导分子链断裂并夺取PVB中活泼的氢原子进而又生成自由基。老化后期PVB老化反应以交联为主。热氧老化1d即生成醛,羟基、酯羰基开始减少,老化2 d生成酮,缩醛环老化6 d急剧减少,在长达30d的热氧老化过程中未产生烯烃。以羰基相对甲基伸缩振动峰的吸光度A_(1732)/A_(1378)来表征PVB的老化程度,建立了本实验条件下的热氧老化方程。     

基于天然橡胶的自修复弹性体材料的合成及性能研究

采用乳液工艺,对天然橡胶(NR)依次进行环氧化和开环接枝改性,引入多重氢键和悬挂链,结合NR优异的高弹性,制备了具有自修复性能的接枝天然橡胶(GENR)。采用红外光谱仪、核磁共振氢谱仪、光学显微镜、万能拉伸机和动态粘弹谱仪分析了接枝产物的改性程度及改性程度和修复条件对修复效率的影响。结果表明:反应温度50℃,pH=5的反应条件下改性程度可达20.8%(摩尔分数),且几乎没有副反应发生。1.0mm厚的GENR 20.8片材在50℃无任何外力下21min即可基本修复断面。GENR 20.8在室温和50℃下分别修复2h,修复效率分别达到了50.6%和81.5%,显示出温和温度条件下快速、高效的自修复能力。氢键网络、弹性恢复以及悬挂链间的物理缠绕是本体系自修复的主要机制。     

SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理

利用宏观和微观分析相结合的方法,定量分析了SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理。通过研究不同老化温度下常规三大指标,DSR流变车辙因子分别在空气氛和高纯氮气氛下老化的衰变规律,并结合傅里叶变换红外光谱微观表征手段,定量计算出SBS改性沥青超热老化过程中氧化与挥发的贡献率,得出SBS改性沥青在超热老化模式下,其老化机理是以SBS分子中的双键被氧化为主要因素,但随着超热老化温度升高,小分子挥发等非氧化因素逐渐成为超热老化的又一主要因素。宏观分析中,从普通老化的163℃到超热老化的198℃,氧化与挥发对SBS改性沥青针入度衰减的贡献率比由6∶4变为1∶1;对延度衰减的贡献率比由7∶3变为1∶1;对车辙因子的贡献率比由24∶1变为2∶1;而红外光谱微观分析中,氧化与挥发对SBS改性沥青超热老化后不饱和双键的衰减贡献率比由7∶3变为1∶1。     

基于点击化学的壳聚糖水凝胶的制备及性能

本研究首先在甲磺酸中用丙烯酰氯对壳聚糖(CS)进行接枝改性,通过一步法合成了水溶性丙烯酰基壳聚糖(CS-AC)。之后,在光引发剂I2959和紫外光(UV)照下,以二硫苏糖醇(DTT)为交联剂制备了基于巯基-烯点击化学的CS-AC/DTT快速交联水凝胶。红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H-NMR)结果定性和定量地证明了100%左右的双键接枝率。与CS-CC-CS自交联水凝胶40min以上的交联时间相比,CS-AC/DTT点击化学水凝胶最短能在10min之内就凝胶完全,此时双键/巯基投料比为1∶0.5。测试表明该水凝胶具有5-10KPa左右的强度以及高达1415%的溶胀率。此外,水凝胶对小鼠成纤维细胞(NIH-3T3)无明显毒性,在物理负载了莫匹罗星后对耐甲氧西林金葡萄球菌(MRSA)具有良好的抗菌性。     

约束条件下天然橡胶硫化胶疲劳现象分析

通过凝胶色谱分析、衰减全反射傅里叶红外光谱分析及气相色谱-质谱联用分析等手段,对天然橡胶硫化胶在约束条件下剪切疲劳的产物进行了研究。结果表明,在一维受压状态下,剪切疲劳过程中橡胶分子链首先主要发生力断裂现象,进而发生氧老化作用,同时疲劳过程中部分低分子量降解产物和游离态填料会向应力集中的部位迁移集聚。     

约束条件下天然橡胶硫化胶疲劳现象分析EI北大核心CSCD

通过凝胶色谱分析、衰减全反射傅里叶红外光谱分析及气相色谱-质谱联用分析等手段,对天然橡胶硫化胶在约束条件下剪切疲劳的产物进行了研究。结果表明,在一维受压状态下,剪切疲劳过程中橡胶分子链首先主要发生力断裂现象,进而发生氧老化作用,同时疲劳过程中部分低分子量降解产物和游离态填料会向应力集中的部位迁移集聚。     

原位红外研究SBS接枝前后的热氧化过程

采用原位红外对比研究了热塑性弹性体苯乙烯 -丁二烯 -苯乙烯 (SBS)、马来酸酐接枝 SBS(SBS- g-MAH)、聚丁二烯 (PB)和聚苯乙烯 (PS)的热氧化过程。研究表明 ,接枝产物对双键的保护作用使得 SBS-g- MAH的抗热氧化性比纯 SBS明显提高 ,热氧化速率变慢 ;SBS中 PB段的双键和烯丙位同时氧化 ;PB的热氧老化机理和 SBS一样 ,但 PB的起始热氧化温度比 SBS低 ,热氧化速率比 SBS快 ,说明苯乙烯段有抑制氧气向丁二烯段扩散的作用 ;SBS中 PS段未氧化。研究结果表明材料抗热氧化性能的顺序为 :PS>SBS- g- MAH>SBS>PB     

实验与分子模拟法结合探究防老剂对天然橡胶热氧老化的防护机理EI北大核心CSCD

研究了添加防老剂N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺(防老剂4020)或N-苯基-2-萘胺(防老剂D)/天然橡胶(NR)复合材料的抗热氧老化性能。使用衰减全反射傅里叶变换红外光谱分别对纯NR、添加防老剂4020或添加防老剂D的复合材料在热氧老化箱内氧化不同天数后的样品进行结构剖析,同时对其力学性能参数如拉伸强度和断裂伸长率的变化进行测定,发现防老剂4020对NR的热氧老化防护作用优于防老剂D;采用全原子分子模拟法分别计算了防老剂4020、防老剂D以及NR的溶解度参数(CED),防老剂4020和防老剂D在NR中的均方位移(MSD),防老剂4020或防老剂D与NR高分子链的结合能。从微观结构角度论证了防老剂4020优于防老剂D的机理及原因,表明使用全原子分子模拟法对橡胶复合材料防老剂的选择有一定的指导意义。     

实验与分子模拟法结合探究防老剂对天然橡胶热氧老化的防护机理

研究了添加防老剂N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺(防老剂4020)或N-苯基-2-萘胺(防老剂D)/天然橡胶(NR)复合材料的抗热氧老化性能。使用衰减全反射傅里叶变换红外光谱分别对纯NR、添加防老剂4020或添加防老剂D的复合材料在热氧老化箱内氧化不同天数后的样品进行结构剖析,同时对其力学性能参数如拉伸强度和断裂伸长率的变化进行测定,发现防老剂4020对NR的热氧老化防护作用优于防老剂D;采用全原子分子模拟法分别计算了防老剂4020、防老剂D以及NR的溶解度参数(CED),防老剂4020和防老剂D在NR中的均方位移(MSD),防老剂4020或防老剂D与NR高分子链的结合能。从微观结构角度论证了防老剂4020优于防老剂D的机理及原因,表明使用全原子分子模拟法对橡胶复合材料防老剂的选择有一定的指导意义。     

聚碳硅烷纤维氧化交联机理的研究

对聚碳硅烷(PCS)原丝在不同氧化交联温度区间生成的逸出产物进行红外、核磁和GC-MAS分析,并结合交联丝的红外分析,推测氧化交联的机理。结果表明,PCS的氧化交联主要是其Si—H氧化生成Si—OH,后者进而彼此缩合生成Si—O—Si交联结构;氧化交联温度高于150℃时,其部分Si—CH3也开始氧化生成Si—OH并进而交联;同时,在氧化交联过程还发生PCS侧链的热裂解,所形成小分子也通过Si—OH彼此结合,形成较大分子,且其分子量随交联温度的提高而提高。因此,要及时排除氧化交联过程废气,以免逸出产物黏附在纤维表面而导致粘结。     

阻燃型玻纤增强尼龙10T复合材料的热氧老化行为及热降解动力学

研究了不同热氧老化温度(160℃、200℃和240℃)和时间(0~50d)对溴化环氧树脂/Sb2O3协效阻燃短玻纤增强尼龙10T复合材料(PA10T/GF/FR)的热氧老化行为以及热降解动力学的影响。采用力学性能测试、SEM、DMA和TGA分析对老化前后复合材料的动静态力学、微观形貌以及热降解行为进行研究,并使用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa两种方法计算了复合材料的热降解活化能。结果表明:老化过程中基体树脂降解分子量降低,纤维与基体界面性能恶化,复合材料力学性能下降;160℃老化过程部分PA10T分子链发生交联反应,储能模量和玻璃化转变温度(Tg)增加,200℃和240℃下Tg先上升后下降,老化后期树脂分子链以降解为主;活化能计算表明160℃老化50d后复合材料热稳定性提升,200℃老化50d以及240℃老化30d后,复合材料结构破坏严重,热降解行为变化显著。此外,阻燃剂的添加能够提升老化试样的热稳定性。