NR/CR并用胶共混性能研究

研究了天然橡胶和氯丁橡胶的共混工艺,并研究了NR/CR二者之间并用比例对并用胶性能的影响。结果显示,天然橡胶和氯丁橡胶分别加填料混炼均匀后再共混在一起,共混胶的各项物理力学性能较好,并用胶组成中,天然橡胶比重大时,硫化速度较快,但耐天候老化及阻燃性差。氯丁橡胶比重大时,耐溶剂性和阻燃性较好。     

铁道轨枕垫的研制

选用氟丁橡胶(CR)作为铁道轨枕垫的胶料,通过单因素实验考查不同牌号的氯丁橡胶、填充剂、防老剂和硫化体系,研究了作为铁道轨枕垫的氯丁橡胶胶料的力学性能、老化性能及尺寸稳定.研究结果表明:选用调节剂丁(二硫化二异丙基黄原酸酯)调节型氯丁橡胶,防老剂RD和防老剂MB并用,多种填充剂并用,采用MgO/ZnO金属氧化物硫化体系...     

丁基橡胶的结构对硫化胶疲劳性能的影响

橡胶的机械疲劳过程复杂,影响因素众多。文中对不同微观结构的丁基橡胶进行室温屈挠龟裂实验,应用红外光谱仪和场发射扫描电子显微镜,分析了硫化胶屈挠疲劳前后分子链结构和微观形貌的变化。实验结果表明,不饱和度高的丁基橡胶硫化速度较快,屈挠过程中硫化胶表面热氧老化程度较高;相对分子质量相近的2种丁基橡胶不饱和度高的硫化胶的抗机械疲劳性能较好;屈挠龟裂过程中异相颗粒处的应力集中是导致形成龟裂裂纹的主要原因。     

高导热导电CR/NR/碳纤维复合材料性能研究

用气相沉积法对碳纤维表面进行处理,研究了高性能碳纤维(CF)在氯丁橡胶(CR)和天然橡胶(NR)复合材料中的流变性能、加工性能、物理机械性能、导电性、导热性、耐老化性和抗疲劳性等性能。通过电子显微镜(SEM)表征分散效果。结果表明,随着CF用量的增加,橡胶复合材料的硫化时间缩短,抗拉强度提高了18%,抗疲劳性提高了19%;添加3phr CF分散性最好,硫化胶的物理力学性能最佳。CF用量增加,导热性和导电性增强。     

不同动态载荷模式下交联网络结构对丁苯橡胶疲劳行为的影响

以非结晶型丁苯橡胶(SBR)为基体,改变过氧化二异丙苯(DCP)及硫磺(S)用量制备了不同交联键类型和交联密度的SBR硫化胶,分别考察其拉伸、屈挠和压缩3种载荷模式下材料的疲劳寿命和破坏方式,研究不同载荷模式对SBR疲劳行为的影响.结果表明,不同载荷模式下含不同交联键的硫化胶疲劳行为以及最终破坏方式存在差异,交联密度低,对延长拉伸疲劳寿命更为有利.同时发现,碳碳交联键硫化胶的拉伸和压缩疲劳寿命都相对更短,但其耐裂纹增长能力优异.     

氯丁橡胶/氯磺化聚乙烯共混胶的制备与耐高温酸碱性能

研究了氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯(CR/CSM)不同并用比共混胶的力学性能,以及并用胶经150℃不同浓度的氢氧化钠、盐酸溶液浸泡24h后的性能变化与机理。对比温度下胶片经酸碱溶液浸泡后的质量变化、拉伸强度变化、扫描电镜图以及红外谱图。结果表明,当CR/CSM质量比为80/20时并用胶表现出较好的力学性能,且交联密度较大。150℃条件下,在40%的氢氧化钠溶液中浸泡24h后,CR/CSM质量比为80/20的并用胶的拉伸强度保持率最高,质量变化率较小,表现出较好的耐碱性能。150℃条件下,在5%的盐酸溶液中浸泡24h后,CR/CSM质量比为20/80的并用胶的拉伸强度保持率最高,质量变化率较小,表现出较好的耐酸性能。氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯(CR/CSM)的不同并用比决定了共混胶耐高温酸碱性能。     

伸张疲劳对丁苯橡胶/反式-1,4-聚异戊二烯并用硫化胶结构和性能的影响

研究伸张疲劳对炭黑填充丁苯橡胶(SBR)硫化胶及SBR/反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)(质量比80/20,下同)并用硫化胶交联结构、动态性能和并用胶中TPI结晶性能的影响。结果表明,随着疲劳次数的增加,SBR硫化胶的拉伸强度、交联密度均大幅下降,tanδ峰值和E′小幅下降;而SBR/TPI硫化胶性能下降幅度较小,tanδ峰值和E′在疲劳初期有所下降;增加疲劳次数,TPI结晶衍射峰0.47nm对应的峰强不断减弱,0.39nm对应的峰强不断增强,同时在疲劳100万次时,SBR/TPI(80/20)硫化胶在晶面间距0.76nm处出现了新的结晶衍射峰。     

环氧化反式异戊橡胶/天然橡胶并用胶的疲劳和动态性能

研究了不同环氧度的环氧化反式异戊橡胶(ETPI)/天然橡胶(NR)(质量比15/85)并用胶的力学性能、疲劳性能及动态性能。力学性能测试表明,随ETPI环氧度的增加,拉伸、撕裂强度逐渐降低,100%和300%定伸强度逐渐增大;ETPI环氧度低于20%时,ETPI/NR并用胶硫化胶具有良好的力学性能和动态疲劳性能,与疲劳性能优异的TPI/NR并用胶接近,环氧度高于20%时疲劳性能明显降低;通过动态力学分析仪(DMA)和橡胶加工分析仪(RPA 2000)等测试进一步表明,并用胶的抗湿滑性能随ETPI环氧度增大而增强,滚动阻力随之增大。     

混炼工艺对杜仲/天然并用胶性能的影响EI北大核心CSCD

研究不同混炼工艺对杜仲(EUG)/天然(NR)并用胶性能的影响,通过力学性能、硫化特性来表征胶料的性能。结果表明,采用特殊新工艺加工方法,混炼胶的性能得到明显的改善,门尼黏度逐渐下降,硫化胶的物理性能、分散性能、流变性能、磨耗性能、屈挠性能都有显著提高。通过扫描电镜和橡胶加工分析仪分析,产生这一现象与杜仲胶的结晶、基体的连续相以及填料的分散有关。     

抗氧剂4010NA和RD对过氧化二异丙苯交联EPDM耐热复合材料性能的影响

以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体材料,过氧化二异丙苯(DCP)为主交联剂,制备一种EPDM耐热复合材料。从门尼黏度、硫化曲线、力学强度、热失重、热空气老化强度和红外光谱等方面,探究了N-异丙基-N'-苯基对苯二胺(4010NA)和2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉(RD)对材料工艺、力学和热学性能的影响。结果表明,防老剂含量为0～8 phr时,材料流动性能随4010NA增加明显降低,随RD增加变化不明显;拉伸强度随4010NA和RD增加逐渐减小,同等含量4010NA减小强度更为明显;适当含量的4010NA和RD明显提高EPDM橡胶热氧老化强度;相对于RD基EPDM橡胶,4010NA基EPDM橡胶的高温裂解和150℃×168 h热氧老化性能略低;4010NA/DCP热处理试样在1309 cm~(-1)处出现N-O伸缩振动峰,推断提高热氧老化作用的机理是基于N-O-C结构的捕捉氧气和生成自由基促进EPDM分子交联。     

填充剂表面改性对硫化胶疲劳性能的影响

研究了 13种白炭黑表面改性剂对 NR/BR硫化胶疲劳性能的影响 ,分析了偶联剂改性白炭黑填充硫化胶疲劳过程中微观结构的变化及其对疲劳性能的影响。发现 :不同硅烷类偶联剂对胶料初期性能的影响为 :NDZ2 0 1>NDZ311>NDZ4 0 1>NDZ311W;不同表面活性剂对胶料疲劳性能影响为 ABS>T4 0>ATAC。硫化胶疲劳过程中的“自愈合”能力是影响疲劳性能的重要因素     

白炭黑补强环氧化溶聚丁苯橡胶

为探究环氧化对白炭黑(SiO₂粒子)在溶聚丁苯橡胶(SSBR)基体中分散性的作用,首先,以SSBR和环氧化溶聚丁苯橡胶(ESSBR)为基体,白炭黑为补强填料,分别制备了SiO₂/SSBR、SiO₂/ESSBR混炼胶和硫化胶;然后,采用FTIR、SEM和其他测试方法研究了材料的结构、形貌、硫化特性、耐磨性能、准静态力学性能和动态力学性能。结果表明:随环氧度从0增大到14.73%,生胶的门尼黏度增大。ESSBR分子链中的环氧基团与SiO₂粒子表面的硅羟基反应形成稳定的化学键,抑制SiO₂粒子团聚,促进其均匀分散;当环氧度为6.87%时, SiO₂粒子在ESSBR中的分散性最好。随环氧度增大, SiO₂/ESSBR硫化胶的拉伸强度先增大后减小、耐磨性能先增强后减弱、断裂伸长率降低、100%和300%定伸强度增大、玻璃化转变温度升高、0℃时的损耗因子显著增大、抗湿滑性增强、60℃时的损耗因子略有增加且滚动阻力增大。因此, SSBR硫化胶经环氧化改性后综合性能提高,当其环氧度在6.87%~8.51%范围内时, SiO₂/ESSBR硫化胶的综合性能最优。      

填充剂表面改性对硫化胶磨耗性能及形态的影响

研究了13种表面改性剂对白炭黑填充天然橡胶／顺丁橡胶（NR／BR）硫化胶磨耗性能及其形态的影响，结果表明，改性剂改变了白炭黑和橡胶的结合形式，进而影响硫化胶的耐磨性，其耐磨性的优劣顺序为：硅烷类偶联剂＞表面活性剂＞钛酸酯类偶联剂，SEM照片对硫化胶磨面的形态分析起到了宏观力学性能和微观的结构分析所达不到的作用，硫化胶的耐磨性越差，其磨纹表面的凸棱越粗。     

沥青基短切碳纤维表面改性及与纳米填料并用对天然橡胶力学性能的影响

对硝酸(HNO3)改性沥青基短切碳纤维(PCF)及与炭黑(CB)、白炭黑(Silica)协同填充天然橡胶(NR)进行了研究,考察表面改性及并用对PCF表面形貌、石墨化程度和NR力学性能的影响,分析填料与基体的界面相互作用机制。结果表明,HNO3改性后,PCF的表面粗糙度和O/C比显著增加,而石墨化程度有所降低。PCF单独填充NR时不具有增强作用,而与CB或Silica协同填充NR的拉伸强度显著提高,由3MPa分别提高到18.6MPa和23.7MPa;改性后则可达到24.5MPa和24.7MPa。与CB/NR硫化胶相比,PCF-CB/NR硫化胶的拉伸强度略有降低,但改性PCF-CB/NR硫化胶的拉伸强度则提高了25.6%;与Silica/NR硫化胶相比,添加改性前后的碳纤维均使PCF-CB/NR硫化胶的拉伸强度小幅降低。结合不同增强体系的拉伸强度、50%定伸应力和断面形貌SEM照片可以推断出,PCF单独填充NR时,改性前后均与基体的界面粘合较差;对PCF-CB增强体系来说,界面相互作用的提高主要以吸附理论为主,改性后则以机械互锁和吸附理论共同作用为主;对PCF-Silica增强体系,改性前后均以氢键作用为主。     

天然橡胶-氢化丁腈橡胶的共硫化及性能研究

天然橡胶(NR)和氢化丁腈橡胶(HNBR)因不饱和度和极性的差异,存在硫化速度不匹配、填料分散等问题,难以实现两胶的并用。本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶,再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料,解决了NR和HNBR共硫化的问题。研究了NR/HNBR的相态结构和填料在NR和HNBR两相的分散状态,结合相态结构和填料分散分析了NR/HNBR并用比对复合材料硫化特性、动静态力学性能、耐磨性和压缩温升的影响。结果表明:并用HNBR的复合材料混炼胶的门尼黏度增大,焦烧时间和正硫化时间缩短;随着HNBR含量增加,HNBR相的尺寸增大,硫化胶的硬度及100%和300%定伸应力增加,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和拉断永久变形减小,耐磨性和抗湿滑性提高,压缩疲劳温升增大。     

壳聚糖-葡甘聚糖共混改性的研究

对壳聚糖-葡甘聚糖共混改性进行了研究,并对共混膜的力学性能、透气性、透过率进行一系列的性能测试.实验结果表明:壳聚糖与葡甘聚糖在共混膜中存在强烈的相互作用及良好的相容性;共混膜的力学性能随葡甘聚糖含量的增加而得到明显提高,当壳聚糖/葡甘聚糖的体积比为7/3,甘油添加量为15%(质量分数,后同)时,共混膜的各项性能达到最优.     

Scanning electron microscopy studies on flexing and tension fatigue failure of rubber

Vulcanizates of natural rubber and natural rubber/polybutadiene rubber blends have been tested for fatigue resistance separately under flexing and tension, and the fracture surfaces studied using a scanning electron microscope. The fatigue resistance ranking of the vulcanizates is almost the same from both types of tests. However, the mode of fracture depends on the type of test. In flexing failure, the dimple structure observed in unfilled natural rubber was absent in the blends. The presence of carbon black filler causes brittle fracture in both natural rubber and the blends. In tension fatigue, the fracture surface of the unfilled vulcanizates shows two zones, a rough zone and a tear zone. Brittleness observed in the black-filled natural rubber vulcanizate was less prominent in the blends.     

Reduction of hydrogen embrittlement in an ultra-high-strength steel by laser surface annealing

This paper shows that laser beam irradiation improves the resistance to hydrogen embrittlement (HE) in an ultra-high-strength maraging steel. Localized laser irradiation of a peak-aged steel plate resulted in the formation of a soft surface layer called the laser-annealed zone (LAZ). A composite region (CR) was formed when both the top and bottom surfaces of a peak-aged specimen were laser-annealed (LA) to leave an interior layer of untransformed base metal (BM) sandwiched between the two LAZs. Slow strain rate tensile tests showed that LA specimens had lower strength and ductility than the peak-aged specimens when tested in air, but in a H₂ S solution, the soft LAZs showed less susceptibility to HE than the BM. The fatigue crack growth rates (FCGRs) in the CR were lower than those in the BM regardless of testing environment and stress ratio ( R ). The retarded crack growth in the CR was attributed to the combination of residual compressive stresses and the soft microstructures in the LAZs. The tensile fracture appearance of LA specimens tested in a H₂ S solution exhibited intergranular fracture in the BM. Fractographs of the fatigue specimens tested in gaseous hydrogen revealed transgranular fracture in the LAZs and mainly quasi-cleavage fracture in the BM.     

The mechanical and viscoelastic properties of SSBR vulcanizates filled with organically modified montmorillonite and silica

The mechanical and the dynamic rheological behavior of solution-polymerized styrene butadiene rubber (SSBR) filled with compounding fillers organic montmorillonite (OMMT)/silica (SiO₂) were studied. The mechanical properties of the vulcanizates could be improved by incorporation of low OMMT contents, and the best reinforcement effect appeared when 7 phr (parts per hundred rubber) OMMT was added. Moreover, due to the formation of the exfoliated silicate platelet in the matrix, a strong cooperative reinforcement effect to the vulcanizate could be gained for the vulcanizate containing 7 phr OMMT and 20 phr SiO₂. Incorporation of SiO₂ up to 50 phr to the vulcanizates with or without OMMT resulted in marked reinforcement effect, and the best mechanical properties were obtained for 7 phr OMMT filled composites. On the other hand, compounding fillers OMMT/SiO₂ significantly influences the dynamic mechanical behavior of the vulcanizates. It was found that the compounding filler with a certain composition facilitated preparing SSBR vulcanizates with optimized wet traction, rolling resistance, and strength properties.     

石墨改性尼龙66复合材料的摩擦磨损性能研究

采用共混改性手段制备尼龙66/石墨共混物,测定了其摩擦磨损性能及力学性能,并利用扫描电子显微镜观察和分析材料磨损表面形貌.结果表明:当石墨含量分别在8%,3%,10%时,石墨/尼龙66共混材料的耐磨性能、拉伸性能和冲击性能最好.