微波辐射凝固天然橡胶硫化胶热降解动力学的研究

采用热分析法(TA)研究了微波辐射凝固天然橡胶(NR-m)和自然微生物凝固天然橡胶(NR-n)的硫化胶在氮气气氛中的热降解行为,为探索微波凝固天然胶乳这种新加工工艺提供了科学依据.采用Achar法和CoatsRedfern's法求出NR-m和NR-n硫化胶热降解反应中的机理函数,确定热降解反应中可能遵循的动力学机理,并得到了各步反应中的平均表观活化能Ea以及频率因子A等动力学参数.     

聚己内酯增强生物基聚酯弹性体

针对生物基聚酯弹性体(BEE)力学性能较差的问题,采用聚己内酯(PCL)作为BEE的增强相,通过溶液共混及橡胶传统硫化工艺,制备了具有较高力学性能的生物基BEE/PCL硫化胶.通过动态力学性能、扫描电镜、差示扫描量热法、X射线衍射、力学性能测试等,对BEE/PCL硫化胶的相容性、微观相态、热性能及结晶性能、力学性能进行了表征.BEE/PCL硫化胶只有1个玻璃化转变温度,为热力学相容体系,但扫描电镜分析结果表明,BEE/PCL硫化胶为微观相分离体系.随着PCL含量的增加,BEE/PCL硫化胶的结晶度逐渐增加,拉伸强度逐渐增加,断裂伸长率先增加后降低.研究发现,当BEE与PCL的质量比为8:2,BEE/PCL硫化胶的力学性能较优,拉伸强度为5.1 MPa、断裂伸长率为292％.     

弹性体的硫化热焓与交联程度的关系探讨

本文利用差示扫描量热计(DSC)研究了橡胶配合剂对BR胶的硫化热焓的影响。探索了BR硫化胶的硫化热焓与交联程度的关系,初步发现利用硫化热焓与交联程度的关系可以建立一种测定硫化胶的交联程度和橡胶与溶剂相互作用参数(x)的新方法。     

26型/246型氟橡胶多段硫化机理及结构与性能

选用2601氟橡胶(2601FKM)和2461氟橡胶(2461FKM)为原料,N,N'-双亚肉桂基-1,6-己二胺为硫化剂,制备了加工性能优异、强度适中、低温性能好的氟橡胶共混胶.采用氟谱固体核磁(19F MAS-NMR)、红外光谱(ATR-FTIR)分析了2601FKM、2461FKM及其共混胶多段硫化过程中链结构的演变,提出了该共混胶的多段硫化机理.进一步地,对共混胶的硫化特性和交联密度进行了测试分析,并采用差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和拉伸试验对比了一段硫化和二段硫化产物的热性能和拉伸性能.结果表明,2601FKM和2461FKM二段硫化产物交联键含量均高于一段硫化,2461FKM二段硫化产物的交联键含量是2601FKM的1.67倍;当2601FKM/2461FKM共混比为40/60时,硫化产物的玻璃化转变温度(Tg)均较低,一段硫化产物的Tg为-16.5℃,二段硫化产物的Tg为-12.1℃,耐低温性良好;随着共混胶中2461FKM用量的增加,两段硫化产物的热分解温度(Td)均明显升高;随着共混胶中2461FKM用量的增加,其拉伸强度线性增加.     

氢氧化镁对EVM/NBR共混硫化胶阻燃性能的影响

采用锥形量热仪(CONE)和极限氧指数法(LOI)研究了不同用量的氢氧化镁对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)/丁腈橡胶(NBR)共混硫化胶阻燃性能的影响。结果表明,添加氢氧化镁(MDH)的共混物的阻燃性能显著提高。随着氢氧化镁用量的增大,硫化胶氧指数增大,阻燃性能提高。锥形量热仪分析表明,随着氢氧化镁用量的增大,热释放速率和质量损失速率明显降低,热释放速率峰值出现时间延长,且出现新的热释放速率峰值。其中填充180份氢氧化镁的硫化胶火灾性能指数最高,综合阻燃效果最理想。     

杜仲胶/天然橡胶并用硫化胶的力学性能

采用常规硫化方法,将杜仲胶(EUG)与天然橡胶(NR)共混硫化,研究不同EUG含量对并用硫化胶的力学性能、应力软化效应及动态力学性能的影响;并通过差示扫描量热法(DSC)对内部结晶进行表征,通过扫描电子显微镜(SEM)对硫化胶拉伸断面进行观察。实验结果表明,加入EUG使得并用硫化胶的断裂伸长率和拉伸强度都有所下降、应力和应变也逐渐降低;100%定伸应力和300%定伸应力增加;应力软化现象提高;玻璃化转变温度(T_g)向低温移动,储能模量降低。通过SEM的观察和DSC测试可知硫化胶内部含有部分结晶。     

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。     

反应型氟橡胶/改性EPDM并用胶的结构与性能

以甲基丙烯酸甲酯和含氟丙烯酸酯为接枝单体制备了改性三元乙丙橡胶(MEPDM)和氟橡胶(FPM)/MEPDM反应型并用胶。利用全反射傅立叶变换红外光谱仪(ATR-FT-IR)、橡胶硫化分析仪(ODR)、动态热机械分析(DMA)和扫描电镜(SEM)等研究了FPM/MEPDM并用胶的结构与性能,同时考察了材料老化前后的力学性能。结果表明,改性单体的接枝率为28.03%,接枝效率为58.54%;并用胶可以实现共硫化,硫化胶界面结合紧密;硫化胶的综合性能随着FPM用量的增大而提高,且老化后力学性能有所改善,含氟官能团向材料表面迁移。     

顺丁橡胶/天然橡胶硫化胶蠕变寿期研究

采用蠕变试验 ,结合分子热激活运动理论 ,研究了不同硫化体系 NR/BR硫化胶的蠕变寿命。结果表明 ,Zhurkov公式不适用描述硫化胶寿命 ,硫化胶的蠕变寿命不仅与材料本身有关 ,还与热氧 (ΔH /T)、热力 (V.σ/T)及应力 (α.σ)的交互作用有关。 NR在应力作用下产生定向 ,使σ对蠕变寿命具有正效应。蠕变寿期的数学模型可描述为 ln tf=ΔH /T- V.σ/T+α.σ-β     

月桂酸铵对浓缩天然胶乳贮存稳定性及硫化胶性能的影响

浓缩天然胶乳(简称浓缩胶乳)是制备天然胶乳制品的重要原材料,在其贮存过程中添加月桂酸铵作为稳定剂来提高胶乳稳定性.月桂酸铵对浓缩胶乳贮存稳定性及硫化胶性能有显著影响,进而影响其制品的性能.本研究通过对浓缩胶乳贮存过程中的机械稳定性(MST)和挥发脂肪酸(VAF)值变化情况进行分析,并对其硫化胶膜交联密度、力学性能和热稳定性能进行测试表征,研究月桂酸铵对浓缩胶乳贮存稳定性及硫化胶性能的影响.结果表明,加入月桂酸铵后,浓缩胶乳Zeta电位绝对值明显增加,乳胶粒子粒径变小,胶乳稳定性增强;月桂酸铵含量为0.050％～0.075％(质量分数,下同)时,浓缩胶乳的机械稳定性显著提高,MST值达到国家标准所需的最短贮存时间(20 d);月桂酸铵导致浓缩胶乳硫化速率降低,在相同预硫化时间下,加入月桂酸铵的浓缩胶乳硫化胶交联密度较低,硫化胶膜力学性能和热性能也下降.     

沥滤法制备低蛋白天然橡胶的性能表征

低蛋白天然橡胶主要通过去除水溶性蛋白质来制备,且酶处理天然胶乳加离心法是脱除天然橡胶中水溶性蛋白质的主要方法。文章先采用碱性蛋白酶处理天然胶乳,然后用多次沥滤配合绉片去除水溶性蛋白质的方法制备低蛋白天然橡胶,并对沥滤法得到的低蛋白天然橡胶(L-LPNR)与离心法低蛋白天然橡胶(C-LPNR)进行性能对比,探究不同制备方法对低蛋白天然橡胶结构和性能的影响。由于沥滤法减小了离心力的作用,保留了天然橡胶分子链中的部分蛋白质水解产物。而蛋白质水解产物具备加速硫化和促进交联的作用,能使L-LPNR的硫化速度较快、交联密度较高;较高的交联密度限制了橡胶分子链间的滑移,相同的测试条件下L-LPNR的内生热比C-LPNR的大约低9℃。     

纳米粘土/炭黑双相填料对天然橡胶性能的影响

以有机纳米粘土替代部分炭黑,在材料内部引入形状各向异性的纳米片层,制备天然橡胶/炭黑/纳米粘土复合材料,研究了粘土含量对复合材料静态力学性能、动态力学性能、热稳定性、老化性及拉伸疲劳性能的影响。结果表明,以少量有机纳米粘土(2 phr～6 phr)替代部分炭黑可提高天然橡胶的硫化效率,增强复合材料的静态力学性能,降低动态损耗因子,提高复合材料的热稳定性、耐热空气老化性能及拉伸疲劳性能。与纯炭黑试样相比,复合材料拉伸强度最高提高91%,拉伸疲劳寿命提高31%,达55万次。     

废胶粉的表面处理及在天然橡胶中的应用

采用硅烷偶联剂KH550对废胶粉进行表面处理,并将处理后的废胶粉与天然橡胶复合制备WRP/NR复合材料。借助L16(45)正交试验及单因素试验,探讨了废胶粉目数、废胶粉用量、硅烷偶联剂KH550用量对复合材料力学性能的影响;对处理后的废胶粉表面和橡胶拉伸试样断裂面进行了扫描电镜(SEM)观察;并通过热重分析研究了天然橡胶和复合材料的热降解性能。结果表明:当废胶粉目数为80目,废胶粉用量为10%,硅烷偶联剂KH550用量为1.5%时,复合材料的力学性能最优,拉伸强度为27.89MPa。SEM结果表明废胶粉表面粗糙度增大,比表面积增大,与NR基体的相容性得到了提高。而热重分析表明改性废胶粉的加入对天然橡胶的热稳定性能影响不大。     

改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对白炭黑进行表面改性,并制备改性白炭黑/天然橡胶复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电镜、橡胶加工分析仪等测试手段对改性白炭黑及改性SiO_2/NR复合材料的结构与性能进行了表征,并研究其硫化性能及力学性能。结果表明,经FT-IR、TG分析,3种硅烷偶联剂已成功接枝到白炭黑表面;改性SiO_2/NR复合材料相对于未改性SiO_2/NR,焦烧时间变长,正硫化时间缩短,结合胶含量增大;改性SiO_2/NR与未改性SiO_2/NR相比其定伸应力、撕裂强度明显提高,但断裂伸长率有所减小;改性白炭黑在天然橡胶基体中的分散性明显提高,其中Si69-SiO_2在天然橡胶基体中的分散性最好;Si69-SiO_2/NR复合材料的滚动阻力与生热最低;改性后的SiO_2/NR复合材料的拉伸断面粗糙程度增加。     

高岭土/白炭黑并用填充天然橡胶复合材料的性能

以高岭土和白炭黑作为增强剂,采用熔融共混法制备了一系列的天然橡胶(NR)复合材料,并对其微观结构、气体阻隔性能和力学性能进行了表征.结果表明,改性高岭土(MK)以片层结构,白炭黑(PS)以球状结构,均匀分散于NR基体之中;MK与PS单独填充NR时,随着MK填充量的增加,NR复合材料的气体阻隔性能逐渐提高,而且MK的增强...     

马来酸酐改性天然橡胶对碳酸钙/天然橡胶复合材料力学行为的影响

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在转矩流变仪中自制马来酸酐(MAH)接枝改性天然橡胶(NR)(MNR),将其作为超细碳酸钙/天然橡胶复合材料(CaCO3/NR)的改性剂,研究了MNR对于CaCO3/NR复合材料的力学性能、应力软化效应以及应力弛豫行为的影响。研究结果表明,MNR改性后CaCO3/NR复合材料较之未改性复合材料拉伸强度、撕裂强度和硬度等力学性能均有所提高,应力软化效应加剧,应力弛豫程度和速度降低,力学行为研究结果证实MNR可有效改善CaCO与NR基体间的界面粘合。     

不同维数填料对橡胶Payne效应的影响

在变外力作用下,填充橡胶的动态模量会随着应变的增加而急剧下降的现象称为Payne效应。研究填充橡胶的Payne效应可以保证橡胶制品在使用过程中的安全性和可靠性,同时获得具有良好力学性能的橡胶制品。文中通过胶乳-双辊连用法制备了炭黑/天然橡胶复合材料(RCB)、碳纳米管/天然橡胶复合材料(RCNT)和石墨烯/天然橡胶复合材料(RGE)。扫描电镜和透射电镜图像显示,该方法可以将填料均匀分散在橡胶基体中。Mooney-Rivlin曲线和动态力学性能测试显示RGE复合材料的Payne效应最强,RCB复合材料的Payne效应最弱。     

X射线衍射法研究天然橡胶/黏土纳米复合材料的插层过程

利用十六烷基季铵盐在固相条件下对黏土进行有机化插层改性,制备出有机黏土;采用机械混炼插层法制备了天然橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料,用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征了纳米复合材料的结构和形态。利用XRD探讨了有机黏土在混炼和硫化过程中的插层行为,结果表明:天然橡胶的插层行为在机械混炼的过程中就已经发生,在硫化过程中,随着硫化时间的增加,黏土的层间距略微增加,黏土片层间的橡胶分子并不稳定。硫化过程结束后,黏土片层间的橡胶分子链随着交联固化而稳定地保持在黏土片层间。     

天然橡胶基凹凸棒土纳米复合材料制备及性能研究

采用机械共混法制备了天然橡胶(NR)基凹凸棒土(AT)纳米复合材料,研究了复合材料的微观结构、力学性能及硫化特性,探讨了AT补强NR的机理.结果表明,改性后的AT能在NR基体中达到均匀分散并形成良好的聚合物-填料界面,显示出优异的补强效果.AT不但在胶料硫化过程中充当了交联点,而且在试样拉伸过程中沿拉伸方向取向,起了诱...     

超声分散制备天然橡胶/丁苯橡胶/炭黑/碳纳米管纳米复合材料

通过超声分散制备了分散均匀的碳纳米管(CNTs)/天然橡胶母料,利用母料制备了天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)/炭黑(CB)/碳纳米管复合材料。通过比较常规搅拌、双辊混炼和超声分散三种方法对碳纳米管的分散及对复合材料性能的影响,表明超声分散能实现碳纳米管在基体中均匀分散,CNTs和CB的协同作用提高了复合材料的力学性能,当CB/CNTs之比为37/3时力学性能最高,与未加CNTs增强的体系相比,拉伸强度提高了6.4%。当CNTs含量为7phr,与未加CNTs的体系相比,压缩模量提高了20%。