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。     

氢化度与丙烯腈含量对HNBR硫化胶性能的影响

研究了氢化度和丙烯腈含量对氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化特性、力学性能、热老化性能以及热性能的影响。利用核磁共振(NMR)考察了不同型号HNBR橡胶的交联性能;并采用凝胶色谱法(GPC)对生胶的分子量和分子量分布进行了测定,给出了橡胶门尼黏度与其分子量和分子量分布之间的关系。结果表明,随着氢化度与丙烯腈含量的增加,Tg升高;硫化胶的交联密度随着不饱和度和丙烯腈含量的增加而增加;氢化度升高,硫化胶的拉伸强度变化不大,扯断伸长率和撕裂强度降低,100%定伸增加;丙烯腈含量升高,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和100%定伸提高,扯断伸长率变化不大。     

丁腈橡胶/硫酸高铈复合材料的配位交联反应研究

以四水合硫酸高铈(Ce(SO_4)_2·4H_2O)为配位交联剂,采用原位法制备丁腈橡胶(NBR)/Ce(SO_4)_2·4H_2O复合材料,并利用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、溶胀平衡法、扫描电子显微镜(SEM)、硫化仪和万能试验机对其进行结构表征和性能测试。结果表明,Ce(SO_4)_2·4H_2O与NBR发生了配位交联反应,配位硫化为一级反应,活化能为14.4kJ/mol;NBR/Ce(SO_4)_2·4H_2O硫化胶具有良好的力学性能,Ce(SO_4)_2·4H_2O起配位交联和补强填充的作用。配位交联硫化体系具有配方精炼、工艺简单的优点,在特定领域将配位交联NBR替代传统共价交联NBR具有可行性。     

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     

用PAT研究顺丁硫化胶在热空气中的结构变化

本文用正电子湮没技术(PAT)研究了陶土填充顺丁硫化胶(BR)在热空气中老化后的结构变化,分析了正电子湮没特性与硫化胶的交联密度、有序性、空穴大小及其分布。链段活动性等微观结构的关系,探讨了材料的玻璃化转变和大分子网构的变化,证明了正电子在顺丁硫化胶中的湮没特性与其表层的自由体积、有序性、T_g转变等有很好的相关性。     

非对称嵌段共聚物PI-b-PB对IR/BR并用胶相形态与性能的影响

主要研究非对称嵌段共聚物PI-b-PB(液体橡胶LIR-390)对异戊橡胶/顺丁橡胶(IR/BR)共混体系相形态、加工性能和力学性能的影响。采用原子力显微镜(AFM)表征IR/BR并用胶的相形态,结果显示,LIR-390能够细化分散相(BR)的尺寸,且使分散相分布更加均匀;但加入过量LIR-390(7份)则会减弱其增容作用,使BR的相尺寸增大。通过哈克旋转流变仪测试IR/BR未硫化胶的流变特征,发现LIR-390能够降低未硫化胶的储能模量(G′),得出在橡胶共混过程中加入LIR-390可以减少加工能耗。利用裂纹生长测试平台分析并用胶的抗疲劳裂纹生长性能,结果表明,LIR-390的增容作用有助于减小分散相的尺寸,从而降低裂纹生长速率;而加入过量LIR-390则会致使开裂加快。     

非对称嵌段共聚物PI-b-PB对IR/BR并用胶相形态与性能的影响

主要研究非对称嵌段共聚物PI-b-PB(液体橡胶LIR-390)对异戊橡胶/顺丁橡胶(IR/BR)共混体系相形态、加工性能和力学性能的影响.采用原子力显微镜(AFM)表征IR/BR并用胶的相形态,结果显示,LIR-390能够细化分散相(BR)的尺寸,且使分散相分布更加均匀;但加入过量LIR-390(7份)则会减弱其增容作用,使BR的相尺寸增大.通过哈克旋转流变仪测试IR/BR未硫化胶的流变特征,发现LIR-390能够降低未硫化胶的储能模量(G7),得出在橡胶共混过程中加入LIR-390可以减少加工能耗.利用裂纹生长测试平台分析并用胶的抗疲劳裂纹生长性能,结果表明,LIR-390的增容作用有助于减小分散相的尺寸,从而降低裂纹生长速率;而加入过量LIR-390则会致使开裂加快.     

混炼工艺对SBR/BR/CB共混硫化胶性能的影响

为了研究混炼工艺对最终硫化胶性能的影响,利用HAAKE转矩流变仪对不同配比的丁苯橡胶/顺丁橡胶/炭黑进行混炼,混炼采用两种不同的混炼顺序——一种是炭黑首先与丁苯橡胶(SBR)混炼,然后加入顺丁橡胶(BR)混炼;另一种是BR与炭黑混炼之后再加入SBR进行混炼。对制得共混物进行结合胶含量、拉伸以及动态力学性能测试。结果显示,在相同配比下,炭黑首先跟份数多的富相橡胶混炼可以得到较多的结合胶,有利于体系的补强;动态力学测试结果表明硫化胶的粘弹特性受第一段混炼所用橡胶的影响较大,炭黑与柔顺性较好的BR先混炼,共混体系工艺相容性较好。     

混炼工艺对SBR/BR/CB共混硫化胶性能的影响EI北大核心

为了研究混炼工艺对最终硫化胶性能的影响,利用HAAKE转矩流变仪对不同配比的丁苯橡胶/顺丁橡胶/炭黑进行混炼,混炼采用两种不同的混炼顺序——一种是炭黑首先与丁苯橡胶(SBR)混炼,然后加入顺丁橡胶(BR)混炼;另一种是BR与炭黑混炼之后再加入SBR进行混炼。对制得共混物进行结合胶含量、拉伸以及动态力学性能测试。结果显示,在相同配比下,炭黑首先跟份数多的富相橡胶混炼可以得到较多的结合胶,有利于体系的补强;动态力学测试结果表明硫化胶的粘弹特性受第一段混炼所用橡胶的影响较大,炭黑与柔顺性较好的BR先混炼,共混体系工艺相容性较好。     

过氧化物硫化三元乙丙橡胶的高温硫化过程模拟

通过橡胶加工分析仪探讨了采用2种一级唯象动力学方程模拟过氧化物高温硫化三元乙丙橡胶(EPDM)的可行性。结果表明,该模型与实测曲线之间具有良好的相关性,随着硫化温度的升高,过氧化物硫化EPDM橡胶的交联反应程度和断链反应程度均增大,反应速率加快。当温度低于195℃时,交联反应的活化能与断链反应的活化能基本相等;当高于195℃时,交联反应的活化能降低,而断链反应活化能的大小依赖于温度变化。并且发现高温硫化EPDM硫化胶拉伸储能模量(E’)的频率依赖性明显增强,硫化时间长短也会影响分子链的松弛行为。     

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.     

1,2-聚丁二烯硫化胶的热氧老化性能及其防护体系的研究EI

本文研究了国产1,2-聚丁二烯硫化胶的热氧老化性能及其防护体系,并与国产顺丁硫化胶的热氧老化性能进行了比较。研究表明,1,2-聚丁二烯和顺丁胶的热氧化表观活化能分别为181kJ/mol和118kJ/mol,而二者的热交联表观活化能分剐为221kJ/mol和238kJ/mol。但核磁共振谱表明老化后的1,2-聚丁二烯分子运动性下降幅度却小于顺丁胶。 本文还考察了不同防老剂在上述两种硫化胶中的热氧老化防护效果,发现防老剂4020在1,2-聚丁二烯硫化胶中具有优异的抗热氧老化作用,这可能是防老刺4020的稳定性与1,2-聚丁二烯硫化胶的热稳定性达到了更佳匹配。     

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.     

大豆蛋白胶与纤维素胶合机理研究

目的研究大豆蛋白胶的胶合机理,为进一步提高大豆蛋白胶的胶粘性能提供理论依据。方法通过实验,对大豆蛋白胶的基本理化性质进行分析,利用差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱分析(FTIR),对大豆蛋白胶与纤维素的胶合机理进行了研究。结果在150℃左右大豆蛋白胶发生吸热反应,亲水性基团减少,酰胺键增加;大豆蛋白胶与纤维素混合固化时,吸热反应温度降低,焓变增加,固化后—COOH和C—OH吸收峰减弱。结论大豆蛋白胶与纤维素的固化过程存在交联反应,大豆蛋白胶与纤维素之间发生吸热反应生成高聚物。     

通用橡胶/硫磺/DM体系硫化中的交联网络演变

通过对不同硫化时间的顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)胶料的转矩硫化仪转矩值、交联密度、凝胶含量变化规律及胶料溶解情况的分析,研究了三种通用聚二烯烃橡胶硫化过程中交联网络形成过程.结果表明,硫磺/二硫代二苯并噻唑(DM)硫化体系的三种胶料在硫化初期(硫化诱导期)产生了类似于支化的初级交联;在硫化起步...     

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。     

丁腈橡胶/硫酸铁配位交联复合材料的制备与性能

以硫酸铁(Fe_2(SO_4)_3·7H_2O)为交联剂,采用原位法制备丁腈橡胶(NBR)/Fe_2(SO_4)_3·7H_2O配位交联复合材料,通过差示扫描量热分析、热重分析、溶胀指数、硫化性能测试和力学性能测试表征复合材料的结构和性能。结果表明,Fe_2(SO_4)_3·7H_2O与NBR发生了配位交联反应,配位硫化为二级反应,活化能为37.3 k J/mol;NBR/Fe_2(SO_4)_3·7H_2O硫化胶力学性能良好,拉伸强度可达14.2 MPa,断裂伸长率为992%,Fe2(SO4)3·7H2O在NBR基体中起到了配位交联剂和补强填充剂的作用。     

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.     

丁腈橡胶/硫酸铁配位交联复合材料的制备与性能EI北大核心CSCD

以硫酸铁(Fe_2(SO_4)_3·7H_2O)为交联剂,采用原位法制备丁腈橡胶(NBR)/Fe_2(SO_4)_3·7H_2O配位交联复合材料,通过差示扫描量热分析、热重分析、溶胀指数、硫化性能测试和力学性能测试表征复合材料的结构和性能。结果表明,Fe_2(SO_4)_3·7H_2O与NBR发生了配位交联反应,配位硫化为二级反应,活化能为37.3 k J/mol;NBR/Fe_2(SO_4)_3·7H_2O硫化胶力学性能良好,拉伸强度可达14.2 MPa,断裂伸长率为992%,Fe2(SO4)3·7H2O在NBR基体中起到了配位交联剂和补强填充剂的作用。     

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.