天然胶乳凝固工艺对其生热性能的影响

天然橡胶存在阻尼滞后现象,使其在循环使用过程中产生热量,加速其老化。天然胶乳不同的凝固工艺对橡胶网络结构的构建有重要影响,从而进一步影响其生热性能。文中通过核磁共振交联密度仪和管道模型理论分析对自然凝固(NR-n)、微生物凝固(NR-m)及甲酸凝固天然橡胶(NR-a)的网络结构进行分析,研究了橡胶网络结构与其生热性能的关系。结果表明,NR-n和NR-m外部温升分别为8.5℃和8.9℃,均低于NR-a的13.8℃;NR-n和NR-m内部温升分别为17.6℃和16.7℃,均低于NR-a的26.6℃。导致生热差异化的原因在于NR-n和NR-m的交联和缠结点密度均高于NR-a,硫化网络刚性增强,相同应力作用下NR-n和NR-m分子链运动趋势更小、热耗散少、生热更低。研究表明,自然凝固和微生物凝固的天然橡胶硫化网络致密性更好,导致其生热性能都明显优于甲酸凝固天然橡胶。     

微生物凝固天然橡胶的性能

采用从胶乳中分离、筛选出来的菌种凝固天然胶乳,制备微生物凝固天然橡胶(NR-m)。研究了NR-m的理化性能、热氧降解性能、硫化特性和硫化胶力学性能,并与酸凝固天然橡胶(NR-a)进行了对比。结果表明:与NR-a相比,NR-m的P0和灰分含量高,而挥发物含量、杂质含量、PRI、氮含量低,数均分子量(Mn)大,分子量分布(MWD)窄;混炼胶的最大扭矩值(MH)高,t10和t90短,硫化速率指数(Vc)大;硫化胶力学性能好,老化前、后性能变化较大;NR热氧降解可分为两个阶段,NR-m热氧降解的特征温度T0、TP和Tf均比NR-a低。     

硬脂酸钙在环氧化天然橡胶中的应用

在半有效硫化体系中,研究硬脂酸钙用量对环氧化程度为25的环氧化天然橡胶(ENR25)的硫化特性以及硫化胶的物理力学性能、交联密度、耐热空气老化性能、热稳定性及热降解动力学的影响。结果表明,硬脂酸钙用量为1phr时,胶料的焦烧时间tS1较长,硫化速度较快,交联密度较高,物理力学性能较好;随着硬脂酸钙用量的增加,ENR25硫化胶的耐热老化性能提高,热降解反应的表观活化能E增大,热稳定性提高。     

微生物凝固天然橡胶和酸凝固天然橡胶生胶流变特性的研究

采用橡胶加工分析仪(RPA)研究了微生物凝固天然橡胶(NR-m)和酸凝固天然橡胶(NR-a)生胶的弹性模量(G′)和损耗因子(tanδ),并用Ostwald幂律方程和Arrhenius-Frenkel-Eyring方程求取天然橡胶的流动指数(n)、流体稠度(k)及粘流活化能(E)。研究结果表明:两种凝固工艺天然橡胶生胶的G′、tanδ、n、k及E都具有相同的变化趋势,且NR-m的G′、k和E均高于NR-a的,而其tanδ和n则均比NR-a的低。     

过氧化物预硫化天然胶乳硫化反应的交联度及其医用胶乳制品热氧降解的研究

使用溶胀指数的测定方法研究叔丁基过氧化物预硫化天然胶乳(PPVL)胶膜硫化交联度,并采用热重分析法(TGA)研究空气状态下胶管试样热氧降解反应过程及其反应动力学.结果显示,过氧化物预硫化天然胶乳反应在70℃温度下硫化3.5h到达正硫点,此时胶膜溶胀指数为5.9.第一步热氧降解反应前,试样出现明显的吸氧增重现象,其最大热氧降解率Cp、最终热氧降解率Cf、反应活化能E和频率因子A均随β的增加而增大,表观活化能E0=107.5kJ/mol.     

电场下天然橡胶与Fe的热硫化粘接

为提高天然橡胶与Fe的粘接性能,在天然橡胶(NR)的硫化过程中施加电场,伴随着熔盐电解,通过硫磺硫化交联反应与电化学反应的共同作用,使NR与金属(Fe)实现以化学键合的良好粘接.依据熔盐电解的电化学作用以及NR硫化的交联反应,探究了粘合机理,描述粘接历程.通过对胶接破坏表面进行扫描电镜观察分析,明晰了NR-Fe粘接界面层的结构特征,并对影响粘合性能以及硫化胶物理机械性能的因素进行了研究分析.结果表明:施加的电场强度、NR硫化胶的导电性对粘合性能作用明显;渗硫剂用量变化不仅对粘合性能影响较大,而且影响NR硫化胶的物理机械性能.     

用热分析研究硫化胶的耐热氧稳定性

本文用差示扫描量热计(DSC)研究了天然橡胶(NR)与顺丁橡胶(BR)并用硫化胶的耐热氧稳定性。用新的参数、DSC曲线所显示的热氧化峰温的变化表征硫化胶的耐热氧稳定性。对硫化体系、防老剂、填充剂和软化剂进行的配方试验结果表明,这些配合剂对热氧化反应影响大,对环化、异构化和裂解反应影响小。     

不同品系天然橡胶硫化胶耐老化性能的研究

采用热空气老化箱常规法结合热重分析(TG)法、差示扫描量热(DSC)法及橡胶加工分析(RPA)法研究了2种不同品系NR硫化胶的耐老化性能.实验结果表明:品系PB68硫化胶的耐老化性能比品系RRIM600硫化胶的好.     

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。     

离子液体作为多功能助剂在白炭黑填充天然橡胶中的应用

以天然橡胶为基体,探究了离子液体对橡胶硫化、白炭黑分散性及白炭黑与橡胶界面相互作用的影响,对比了离子液体用量及烷基链长度对白炭黑填充天然橡胶的作用效果。通过硫化机理的研究及硫化特性的对比发现,溴化咪唑盐离子液体能够活化硫化反应,极大地提高了硫化速率和交联密度。离子液体与白炭黑之间存在离子偶极相互作用,佩恩(Payne)效应结果表明,离子液体能够改善白炭黑在天然橡胶中的分散,且随着用量及咪唑环烷基链长度的增加,改善效果越来越明显。通过结合胶含量测定和拉伸断裂表面观察可以得出,离子液体能够改善橡胶与填料的界面相容性。在离子液体3种功能的共同作用下,白炭黑填充天然橡胶复合物的拉伸强度最大增加了114%,撕裂强度最大增加了201%,邵坡尔(DIN)磨耗损失最大减少了50%;用量为3 phr时,硫化胶的各项力学性能最佳。