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...     

Effect of Multi-Wall Carbon Nanotubes on the Mechanical Properties of Natural Rubber

Multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) were used to prepare natural rubber (NR) nanocomposites. Our first efforts to achieve nanostructures in MWNTs/NR nanocomposites were formed by incorporating carbon nanotubes in a polymer solution and subsequently evaporating the solvent. Using this technique, nanotubes can be dispersed homogeneously in the NR matrix in an attempt to increase the mechanical properties of these nanocomposites. The properties of the nanocomposites such as tensile strength, tensile modulus, elongation at break and hardness were studied. Mechanical test results show an increase in the initial modulus for up to 12 times in relation to pure NR. In addition to mechanical testing, the dispersion state of the MWNTs into NR studied by Transmission Electron Microscopy (TEM) in order to understand the morphology of the resulting system     

Effect of Stearic Acid on Ettringite Formation

The hydration reaction of a mixture of tricalcium aluminate(C3A)and gypsum with the molar ratio of 1:3 was carried out at room temperature and a water/solid ratio of 4.0.The hydration was carried out in presence of 0,1 and 3% stearic acid and the mixes were designated as A,B and C,respectively.Ettringite was the only hydration product formed in the presence and absence of stearic acid.Phase composition,microstructure,infra-red analysis as well as degree of hydration were carried out for the different hydration mixtures.The rate of ettringite formation in the presence of 3% stearic acid was accelerated during the first half hour of hydration,and then retardation was occurred.In the presence of 1% stearic acid the ettringite formation was accelerated first till 3 days,then retardation was observed at later hydration ages.     

石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的研究

目的 研究石墨烯微片的添量对石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料性能的影响,并对机械共混法和胶乳共混法进行比较。方法 探索复合材料的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(RDS)、万能力学试验机等对石墨烯微片和石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的形貌、结构以及性能进行分析和研究。结果 测试结果表明,石墨烯微片作为填料添加到复合材料中,使复合材料的性能得到了增强。相比纯橡胶而言,石墨烯微片(10 phr)/天然橡胶复合材料的拉伸强度增加了41.5%,热导率增加了153.3%。结论 石墨烯微片可以大幅度提高复合材料的性能,并且胶乳共混法制备的复合材料的性能要优于机械共混法制备的复合材料的性能。     

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%。     

共混比对导电炭黑/天然橡胶/环氧化天然橡胶复合材料电磁性能的影响

采用机械共混法制备了导电炭黑(CCB)填充天然橡胶(NR)/环氧化天然橡胶(ENR)复合材料,研究了NR/ENR共混比对复合材料微观形貌和电磁性能的影响。扫描电镜结果表明,相比于纯的NR和ENR,CCB在NR/ENR中能形成更优的填料网络结构。随着共混胶中NR含量的增大,复合材料的电磁性能先增强后减弱;当NR/ENR比例为70∶30时,复合材料导电率、介电损耗因子、C波段吸波性能达到最值,分别为0.34S/m,0.31和-23.15dB;共混比对复合材料力学性能影响不大,能够满足复合材料在相关领域的应用需求。     

BCT-2/NH3复合保存剂对浓缩天然胶乳保存效果及性能的影响

采用水溶性杀菌剂BCT-2与NH3复配作为浓缩天然胶乳的保存剂,研究了复合保存剂对浓缩天然胶乳保存效果,预硫化胶乳粘度、成膜特性,硫化胶膜的干燥特性及物理力学性能的影响。结果表明,在BCT-2用量为0.05%(质量分数)、NH3用量为0.35%(质量分数)时,BCT-2/NH3复合保存剂对浓缩天然胶乳有很好的保存效果,在保存180天后,挥发脂肪酸值(VFA NO.)、机械稳定度(MST)均符合GB/T 8289-2008标准的要求,尤其是VFA NO.仅为0.03,远低于国标0.08;预硫化胶乳停放5天后粘度变化不大,且成膜特性良好,胶膜干燥时间短,干燥速率常数为9.04×103 min-1;与用NH3+TT/ZnO作保存剂时相比,硫化胶膜的拉伸强度变化不大,但撕裂强度达到了53.72kN/m,提高了9.55kN/m。     

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.     

多巴胺处理芳纶对增强天然橡胶复合材料性能的影响

采用磷酸溶液对芳纶纤维进行表面处理,再用多巴胺对纤维进行涂覆,将得到的纤维经过环氧(溶于丙酮溶液中)的浸泡,将处理后的纤维、液体橡胶和天然橡胶制成母炼胶,制备芳纶纤维增强天然橡胶的复合材料。考察了磷酸、多巴胺、环氧对纤维的改性效果及对复合材料力学性能的影响。红外光谱、扫描电镜检测表明芳纶的改性改善了纤维表面与复合材料间的界面粘接,力学性能显示多巴胺、环氧对芳纶纤维的处理使复合材料的力学性能提高,几乎都提高了20%以上。橡胶加工流变性能分析表明不同的改性都增大了复合材料的储能模量和损耗模量,从而改善了纤维与橡胶基体的界面粘合。     

液体天然橡胶作软化剂对NR/白炭黑复合材料性能的影响

以液体橡胶(Liquid natural rubber)作软化剂,探索加入不同用量的LNR软化剂对NR/SiO2复合材料性能的影响,实验发现LNR的加入能够缩短NR/SiO2复合材料焦烧时间t10以及正硫化时间t90;对加工性能也有明显的改善,可以显著降低Payne效应;同时LNR的加入可以减少白炭黑的团聚现象,促进白炭黑在胶料中的均匀分布;LNR对样品的动态力学性能也有较大的影响,实验表明7.5份LNR能同时提高胶料的抗湿滑性和降低胶料滚动阻力.     

Bionanocomposite Polylactic Acid/Organoclay Films: Functional Properties and Measurement of Total and Lactic Acid Specific Migration

The aim of the work was to manufacture, using a laboratory‐scale film production pilot plant, nanocomposite polylactic acid (PLA) films added with Cloisite 30B clay‐derived nanofiller having one nanometric dimension, and to characterize and to assess the migration of the obtained systems, in view of food packaging applications. The study demonstrated that it is possible to obtain nanocomposite PLA films with intercalated/exfoliated morphology of the dispersed layered nanofiller using conventional film production technologies. With increasing the silicate content in the film, the developed systems show a marked improvement of the mechanical performance, with a rise in the modulus and in the elongation at break with respect to the unfilled PLA, a significant lowering in the oxygen permeability and a slight increase in the surface wettability, without given significant alteration of film transparency and chromatic perception. Compared with the unfilled PLA, no significant changes can be observed about the migration behaviour of the nanocomposite PLA systems. In fact, both the overall migration and the specific migration, measured as lactic acid, remain always well below the applicable generic specific migration limit of 60 mg/kg food (10 mg/dm²) of the Regulation EU 10/2011. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

癸酸/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的制备及性能研究

以癸酸为相变材料、膨胀珍珠岩为载体,采用真空吸附法将相变材料吸附到膨胀珍珠岩孔隙内,制备出癸酸/膨胀珍珠岩复合相变储能材料。采用SEM、FT-IR及DSC分别对复合相变储能材料的形貌、结构、相变温度和相变潜热进行表征。结果表明:癸酸能很好地吸附到膨胀珍珠岩的孔隙内,当癸酸的质量分数达到70%时,吸附量达到最大,起始相变温度为30.91℃,相变潜热达109.74J/g;癸酸与膨胀珍珠岩的复合为物理复合,没有改变癸酸的相变储能特性。     

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。     

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。     

橡胶分子链接枝对导电炭黑/天然橡胶复合材料电磁性能的影响

采用乳液法制备了聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性的天然橡胶(MNR),并通过机械共混法制备了其与导电炭黑(CCB)的复合材料,研究了橡胶分子链接枝改性对复合材料微观结构和电磁性能的影响。研究结果表明,与天然橡胶(NR)相比,CCB会在MNR中选择性偏聚,形成更完善的填料损耗网络,进而改善复合材料的电磁性能。复合材料电磁性能随着CCB含量的增加而增加,当CCB含量为30phr时,复合材料的电导率、介电损耗因子、反射损耗达到峰值,分别为0.75S/m、0.34、-22.38dB,依次为CCB/NR复合材料的2.18倍、1.48倍和2.15倍;基于微相分离,讨论了复合材料对电磁波的衰减机理。     

快速凝固天然橡胶的结构和性能的研究

采用硬脂酸、异辛醇以及羟丙基甲基纤维素作为辅助剂制备了快速凝固天然橡胶,并对凝固后天然生胶的结构、加工性能、热稳定性和力学性能进行研究。研究表明快速凝固橡胶的蛋白质含量增加。与乙酸凝固相比,快速凝固天然橡胶具有更高的热稳定性、较低的损耗因子。同时,快速凝固天然橡胶的拉伸强度和撕裂强度相对乙酸凝固天然橡胶分别由18.0 MPa与28.9 kN·m~(-1)提高到21.1 MPa和35.5 kN·m~(-1),交联密度由4.39×10~5 mol/cm~3提高到5.09×10~5 mol/cm~3。     

磷脂对天然橡胶网络结构的贡献及对性能的影响

采用只含磷脂的模型物脱蛋白胶(DPNR),与既不含蛋白质又不含磷脂的模型物脱蛋白脱磷脂胶(TEDPNR)作为对比体系,研究磷脂在非硫化天然橡胶(NR)非胶网络中的作用。采用单轴拉伸对DPNR,TEDPNR和部分脱除磷脂的脱蛋白胶(Na OH-TEDPNR)力学性能进行研究,发现磷脂形成长链支化,长支链的强烈缠结网络在快速拉伸下形成有效网络。研究模型物在室温下的松弛行为发现,室温本体中磷脂形成强烈的缠结网络,限制了结构单元的松弛。动态蠕变与应变软化测试表明,磷脂形成的长链支化缠结网络,与磷脂参与形成的氢键网络,对大形变下弹性形变的保持、动态载荷下网络结构破坏的抵抗,起着重要作用。     

尺度效应对发泡聚乙烯静态缓冲性能的影响

发泡聚乙烯等闭孔式缓冲材料通常通过裁切、黏合的加工方法制作成缓冲结构,裁切对气泡的破坏会影响缓冲结构的缓冲性能。针对该问题设计了2组试验,分析了裁切破坏式和刺穿破坏式2种气泡破坏方式对材料缓冲性能的影响,并与经典试验方法得到的缓冲性能曲线进行了对比分析。研究结果表明:裁切对发泡聚乙烯的刚度存在明显的尺度效应;2种气泡破坏方式都会对发泡聚乙烯的缓冲性能产生影响;试验验证显示,随着裁切次数的增加,4种方案的衬垫厚度差别较小,衬垫面积及材料用量相差较大,a,b方案的衬垫面积及材料用量较相近,c,d方案的衬垫面积及材料用量相对于a,b方案有较明显增加。     

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。     

铁氧体-微晶玻璃纳米复合材料的结构与性能

采用溶胶-凝胶工艺首先合成了NICuZn铁氧体纳米粉末和MgO－Al₂O₃-SiO₂(MAS)凝胶玻璃粉末,将两种粉末按一定比例均匀混合,烧结后得到了由NiCuZn铁氧体和堇青石微晶体两相共存的铁氧体一微晶玻璃纳米复合材料。该材料具有可调控的电磁性能,其起始磁导率高于3、介电常数低于6、截止频率高于2GHz,可望用作持高频多层片式电感介质材料．