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。     

ETPI/NR并用胶力学性能及动态性能研究

研究了天然橡胶(NR)/环氧化反式异戊橡胶(ETPI)并用比对ETPI/NR并用胶物理机械性能、流变行为、加工性能及相容性的影响。结果表明,随着ETPI用量的增加,ETPI/NR并用胶与金属粘合力明显增加;ETP/NR并用胶的塑性变小,加工过程中变形较大,加工性能变差;并且ETPI/NR并用胶的表观黏度增大,ETPI/NR并用胶为部分相容体系。     

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。     

杜仲/天然共混硫化胶的结晶与动态力学性能

对杜仲胶(EUG)与天然橡胶(NR)的共混硫化胶在普通硫化体系中的静态力学性能及动态伸张疲劳性能进行了研究。结果表明,含有适量杜仲胶的胶料具有良好的包辊性,混炼胶停放冷却时,胶料挺性较好。掺用杜仲胶的共混硫化胶的拉伸强度、断裂伸长率略有下降,定伸应力、硬度(邵尔A)有所提高,动态压缩生热降低,耐疲劳性能、磨耗性能优异;通过X射线衍射和橡胶加工分析仪分析以及扫描电镜分析,产生这一现象与体系内杜仲胶存在的微晶的变化与作用有关。     

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。     

液体聚异戊二烯对天然橡胶/环氧化天然橡胶共混物结构与性能的影响

研究了液体聚异戊二烯(LIR)对天然橡胶(NR)/环氧化天然橡胶(ENR)共混体系的加工性能、硫化特性、物理力学性能、耐热氧硫化性能、动态力学性能及微观结构的影响。结果表明,加入LIR提高了体系的加工性能,硫化性能和物理力学性能基本不变,体系的耐热氧老化性能提高。少量的LIR的加入可提高体系的抗湿滑性,同时滚动阻力略有下降。LIR还可有效提高炭黑在NR/ENR体系中的分散。     

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。     

天甲胶乳对天然橡胶/白炭黑复合材料的增容作用研究

天甲胶乳(MG)是甲基丙烯酸甲酯与天然胶乳的接枝共聚产物,主要用于粘合表面性质不同的材料。在湿法混炼工艺的基础上,以天甲胶乳作为增容剂对天然橡胶/白炭黑复合材料进行增容。研究了MG对复合材料中白炭黑分散性、硫化特性、Payne效应、物理机械性能、动态力学性能的影响。结果表明,采用MG增容天然橡胶/白炭黑复合材料时,白炭黑含量为10 phr时平均粒径最小,分散等级最高,分别为7.6μm和9.9。NR/SiO_2-MG的正硫化时间有所下降,白炭黑为40 phr时T_(90)缩短最明显,从17.2 min降低到13.9 min。在白炭黑含量10 phr时,NR/SiO_2-MG的Payne效应明显降低,白炭黑在NR基体中分散性能提高,胶料加工性能改善。加入增容剂的NR/SiO_2-MG的拉伸强度和撕裂强度都比未添加增容剂样品好。NR/SiO_2-MG的抗湿滑性在白炭黑为20 phr时明显提高,同时NR/SiO_2-MG的滚动阻力明显降低。     

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。     

硅烷偶联剂KH550对NR硫化胶热氧老化性能的影响

研究了硅烷偶联剂KH550对NR硫化胶老化过程中的交联密度和力学性能的影响。结果表明,加入KH550可以减缓交联密度和损耗因子tanδ的变化,有效抑制NR硫化胶的热氧老化,同等老化条件下物理力学性能要好于无KH550填充的NR硫化胶。随着KH550用量的增大,上述硫化胶性能变化的趋势增强。     

氟橡胶与金属粘接用新型环氧树脂胶粘剂

用4,4’-二羟基二苯砜与E-51反应制备的树脂配制了可直接用于氟橡胶与金属粘接的新型环氧树脂胶粘剂,系统研究了胶粘剂的粘接性能及耐久性。结果表明:用于胺类硫化的氟橡胶与金属粘接时的平均拉剪强度大于6MPa,所制备试样在自然环境中放置一年后测试,其拉剪强度仍不低于6MPa。通过差示扫描量热法(DSC)和热失重(TGA)分析表明该胶不仅耐热性好,同时也具有很高的热稳定性。此外,所研制胶粘剂用于双酚AF硫化的氟橡胶与金属粘接时的平均拉剪强度大于4.5MPa,其对硅橡胶也有一定的粘接效果,已试用于汽车同步环中氟橡胶与金属的粘接。     

膨胀型阻燃剂对硫化天然胶乳胶膜力学性能和阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰铵(MEL)组成膨胀型阻燃体系(IFR),考察阻燃剂配比及用量对硫化天然胶乳力学性能和阻燃性能的影响,并通过热重分析仪分析其热稳定性、扫描电镜(SEM)分析阻燃剂在胶乳中的分散效果。结果表明,添加PER和MEL的硫化胶膜力学性能很好,但阻燃性能较差;添加APP和IFR的硫化胶膜力学性能较差,但是阻燃性能很好;SEM观察发现APP与橡胶相容性差;热失重分析可知,改性的硫化胶膜比未改性的硫化胶膜的阻燃性好,且IFR改性硫化胶膜的阻燃效果是最好。     

Scanning electron microscopy studies on tensile rupture of rubber

Tensile rupture of natural rubber (NR) and styrene-butadiene rubber (SBR), vulcanized by sulphur and peroxide systems, both with and without fillers, has been studied by scanning electron microscopy (SEM). NR gum fracture surfaces show evidence of straininduced crystallization, which is absent in SBR. The fracture surfaces of filler-reinforced NR and SBR vulcanizates are characterized by their roughness and by the presence of short and curved tear lines. Increase of cross-link density changes the fracture mode. Peroxide-cured SBR undergoes brittle fracture, whereas sulphur-cured SBR shows a smooth surface with a few straight tear lines.     

环氧化天然橡胶改性石墨烯-炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

以环氧化天然橡胶(ENR)为界面改性剂,制备了石墨烯-炭黑/天然橡胶-ENR(GR-CB/NR-ENR)复合材料,研究了ENR用量对GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,ENR的加入可以改善GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能及CB粒子在天然橡胶基体中的分散性,增加GR与NR的相容性,增强填料与NR基体间的界面相容性,同时改善GR-CB/NR-ENR硫化胶的动态力学性能、物理性能和耐老化性能。当ENR添加量为6 wt%时,GR-CB/NR-ENR复合材料撕裂强度和拉伸强度最高,硫化胶耐老化性最好。随着ENR含量的增加,GR-CB/NR-ENR复合材料的压缩疲劳温度先升高后降低;随着应变的不断增大,GR-CB/NR-ENR复合材料的储能模量G'不断减小,损耗因子tanδ先增大后减小;动态模量随着应变的增加急剧下降。      

羰基铁粉填充室温硫化有机硅密封胶力学性能的研究

以羰基铁粉为吸收剂、107硅橡胶（PDMS）为基体，研究了偶联剂、气相白炭黑及羰基铁粉用量对室温硫化有机硅密封胶力学性能的影响；并利用扫描电镜对硫化胶断面的微观结构进行了观察。结果表明：羰基铁粉经硅烷偶联剂改性后，在硅橡胶基体中分散均匀，与硅橡胶界面结合较好；气相白炭黑能对硅橡胶起到一定的补强作用，并且提高了羰基铁粉的沉降稳定性；在一定范围内随着羰基铁粉在硅橡胶基体中体积含量的增加，其力学性能有较大程度的提高，羰基铁粉的最大填充量为57．5％。     

Nylon／SBR／NR复合材料的基本性能研究

研究了短纤维（Ｎｙｌｏｎ－６）补强弹性体（ＳＢＲ／ＮＲ）的基本物理机械性能，并对Ｎｙｌｏｎ／ＳＢＲ／ＮＲ复合体系在应力作用下的破坏结构进行了电子显微镜扫描。试验表明：短纤维形状系数，短纤维体积分数、弹性体基质与短纤维的粘合强度和短纤维在弹性体基质中的取向是影响Ｎｙｌｏｎ／ＳＢＲ／ＮＲ复合材料物理机械性能的主要因素。控制这４个变化因素，就能有效地设计其机械性能。     

MQ硅树脂改性增强特种炸药用胶粘剂的性能研究

采用共混填充法制备了MQ硅树脂增强的粘结炸药用室温硫化硅橡胶(RTV)胶粘剂,测试结果表明:该胶粘剂粘结炸药时,其剪切强度明显提高,由1MPa左右增加到3.2MPa。同时选用扫描电子显微镜(SEM)来表征MQ硅树脂的分散性,结果显示:填充10%左右MQ硅树脂时,其在RTV胶粘剂中分散均匀,补强效果最好。     

X-ray CDF study on the behaviour of the amorphous chain under extension

The behaviour of the amorphous chain in vulcanized natural rubber (NR) and styrene-butadiene rubber (SBR) under extension is studied by means of the cylindrical distribution function (CDF) derived from wide angle X-ray scattering (WAXS). In the case of the highly stretched vulcanized NR where the orientation-induced crystallization took place, the observed WAXS intensity was separated into a crystalline peak component and a broad amorphous one from which the CDF was obtained. The CDF calculated from the broad component shows that some of the amorphous segments of the highly stretched vulcanized NR are extended as fully as the crystalline chains and that the fraction of the segments increases with increasing extension. In the case of SBR, such fully stretched segments as in the case of the vulcanized NR show higher degree of an interchain packing order than those in the vulcanized NR.     

Damage mechanisms in natural (NR) and synthetic rubber (SBR): nucleation,growth and instability of the cavitation*

Elastomeric matrix composites (EMCs) subjected to static and fluctuating loads basically fail due to the nucleation and growth of defects. Also, high hydrostatic pressure can influence the mechanical behaviour of EMCs. The change in behaviour of EMCs due to the nucleation of cavitations under hydrostatic pressure is studied here to understand the mechanics underlying the damage mechanism. Two types of materials for pancake specimens are used in this study; natural rubber (NR) vulcanized and reinforced by carbon black and synthetic rubber (styrene‐butadiene‐rubber, SBR). In situ observations of uniaxial tension and torsion tests are also presented by using X‐ray computed tomography (CT) (medical scanner) and the results are compared with those from scanning electron microscopy (SEM).     

天然橡胶与其环氧化物并用胶基复合材料的黏弹阻尼性能

为改善天然橡胶（NR）的阻尼性能,在密炼机中以质量比20：80混合不同环氧度环氧化天然橡胶（ENR）与天然橡胶制备ENR-NR并用橡胶基体,在橡胶基体的混炼与开炼过程加入其他填充组分（硫磺、促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑（DM）、促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CZ）、ZnO、硬脂酸、炭黑）得到了宽温域阻尼ENR-NR基复合材料。采用橡胶加工分析仪和动态力学热分析仪,研究了ENR-NR混炼胶和硫化胶的动态力学和阻尼性能。结果表明：NR环氧化增强了分子链局部刚性,改善了胶体与填料的黏结性,但ENR吸附较多炭黑后不易均匀分散于连续相NR中。因此,ENR-NR并用混炼胶的黏度和储能模量随ENR环氧度增大而增加;在NR中加入ENR可改善硫化胶的弹性和阻尼性能。ENR-NR并用胶的有效阻尼温度范围拓宽到较高温度,环氧度为25的ENR与NR并用后,有效阻尼温度范围为-57~1℃,明显宽于NR的-57~-20℃,但高环氧度并用胶则出现阻尼失效区。加入少量ENR对NR的硬度、模量和断裂伸长率影响不大。