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。     

凹凸棒土与炭黑粉体协同补强天然橡胶的性能

采用球磨溶液改性的方法制备改性凹凸棒土,利用机械共混法制备凹凸棒土-炭黑-天然橡胶复合材料,研究凹凸棒土与炭黑相互作用对天然橡胶性能的影响。结果表明:Si11-110型硅烷偶联剂对凹凸棒土有良好的改性作用,凹凸棒土与炭黑之间具有明显的协同补强效果,改性的凹凸棒土-炭黑-天然橡胶复合材料可以显著提高100%和300%的定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率和耐切割性能;硅烷改性的凹凸棒土与炭黑协同补强能明显改善复合材料的网络结构,使得橡胶复合材料有更大的储能模量;通过增加结合胶的厚度,橡胶分子链在结合胶表面,更容易滑移和解缠,有效增大了拉伸强度和断裂伸长率。     

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.     

环氧/酸酐体系网络结构对形状记忆性能的影响

以环氧/酸酐(双酚A型缩水甘油醚/甲基纳迪克酸酐,DGEBA/MNA)类形状记忆复合材料基体为研究对象,探讨了无定形树脂基体的网络结构与其形状记忆性能之间的关系.以2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)和异辛酸锌作为DGEBA/MNA体系的促进剂,调节基体配方获得具有不同网络结构的环氧体系.通过对固化物皂化前后的胶化量测定确定了三种网络结构,即酯网络、醚网络和酯-醚混合网络,并采用动态热机械分析(DMA)测量各体系的动态热力学性能.以形状回复率、形状回复时间和形状回复力为指标,对三种不同网络结构树脂基碳纤维复合材料进行形状记忆折叠-展开测试.结果表明,三种网络结构均具有较高的形状回复率,且反复的热力学循环对三种网络结构形状回复率的影响均很小;酯网络结构、醚网络结构和酯-醚混合网络结构的形状回复时间依次延长,而形状回复力逐渐降低.同时,在较低的回复程度下,三种网络结构的形状回复力均随折叠-展开次数的增加而下降,而随回复程度的增加,回复力的下降幅度逐渐降低.     

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...     

粘合体系对天然橡胶复合材料性能的影响

本文以木质纤维素/蒙脱土、炭黑为增强材料,制备了天然橡胶复合材料,探讨了以间苯二酚(R-80)、六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)和新癸酸钴为主要成分的粘合体系对天然橡胶复合材料性能的影响。结果表明:间-甲-钴粘合体系大幅提高了天然橡胶复合材料的焦烧时间(T_(10))和正硫化时间(T_(90)),降低了其硫化速度(V_(C1));力学测试显示,粘合体系对复合材料的拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率的影响相当大;提高了复合材料的邵氏A硬度、密度和耐磨性。     

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。      

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。     

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。     

定向碳纳米管对天然橡胶复合材料性能的影响

将不同体积分数的定向碳纳米管(A-MWNT)通过溶液共混的方法填充到天然橡胶中,经过室温交联硫化,得到A-MWNT填充的天然橡胶复合材料。对比普通非定向碳纳米管(MWNT),观察了A-MWNT在天然橡胶基体中的分散情况,研究了A-MWNT对橡胶复合材料玻璃化转变温度(Tg)、高温交联放热和导热性能的影响,并进行了机理分析。研究表明:A-MWNT在与天然橡胶溶液共混过程中经超声波振荡和搅拌后会被部分打乱。但是在微区单元内是定向的,在整体上呈非定向。随着A-MWNT填充量的增加,Tg逐渐下降后又有回升之势,高温交联固化放热逐渐增大,复合材料的导热率较之同条件下MWNT填充的复合材料的导热率大,且增长速度较快,在填充分数为10%时,导热率跃增到0.735 W/(m·K),增加了222.4%。     

未硫化天然橡胶应变诱导结晶对其分子运动的影响

天然橡胶的应变诱导结晶(SIC)行为被认为是导致其产生优异力学性能的主要原因,而分子动力学作为联系聚合物微观结构与宏观性能的桥梁,研究SIC行为对于其分子运动能力的影响有助于更深层次地理解天然橡胶优异性能的来源。文中采用同步辐射二维广角X射线衍射探究了未硫化天然橡胶(NR)的应变诱导结晶行为,结合宽频介电松弛谱研究了天然橡胶中聚异戊二烯橡胶烃分子在不同应变下的分子运动能力,包括链段松弛模式(SM)和整链松弛模式(NM),并进一步探究了单轴拉伸过程中天然橡胶分子动力学与力学性能之间的关系。结果表明,在常温下以0.01 s-1的应变速率进行单轴拉伸时,NR在应变3.0附近开始出现结晶,在结晶前后,NR中的分子运动能力发生了明显的改变。结晶前,随应变增大分子链逐渐沿拉伸方向取向,SM对应的介电强度(Δε)和松弛时间(τHN)分别增大和缩短,同时SM和NM对应的理想玻璃化转变温度(T0)都出现明显的上升;结晶后,结晶度随应变增大而提高,晶体限制了SM和NM松弛,因此,二者对应的Δε随应变提高逐渐减小,τHN随应变提高而延长。进一步地,结晶前NR橡胶烃分子链取向使链段运动加快有利于分子链排入晶格;结晶后由于晶体对链段运动及整链运动的限制作用,导致松弛时间增长,由此使NR的力学性能得到明显提高。     

恒粘天然橡胶的老化特性

研究了在天然鲜胶乳中分别加入几种不同的恒粘剂制备的恒粘天然橡胶硫化胶的热氧(热空气)、臭氧、光氧(紫外光)老化特性。结果表明,盐酸羟胺和水合联胺可改善恒粘天然橡胶(NR)的热氧老化性能,能降低臭氧和光氧老化性能;硫酸羟胺能改善恒粘NR臭氧老化性能,但对热氧和光氧老化性能产生不利影响;盐酸氨基脲在用量低时能降低恒粘NR的热氧和臭氧老化性能,但随用量的增加影响程度逐渐减小;苯胺质量分数为0.05%和0.10%时,可提高恒粘NR的热氧老化性能和降低光氧老化性能,当苯胺用量为0.20%时却降低了恒粘NR的热氧老化性能并提高光氧老化性。     

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     

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%。     

不同温度下天然橡胶扭拉热效应分析

弹热制冷是由应力场驱动弹热材料相变而产生制冷效应的固态制冷技术.天然橡胶由于价格低廉,弹性模量较小而备受关注.本文在0℃以上的环境温度对硫化天然橡胶进行拉伸-加捻-解捻-回缩循环消除Mullins效应,并在环境温度为-30～40℃范围内对消除了Mullins效应的天然橡胶进行循环加载,采用红外热像仪记录循环过程中天然橡...     

Fracture Parameters for Natural Rubber Under Dynamic Loading

Abstract: An experimental study was conducted to evaluate the tear energy of unfilled and 25 phr carbon black‐filled natural rubber with varying loading rates. The variation of the tear energy with far‐field sample strain rate between 0.01 to 10 s^?1 was found to be different from tensile strip and pure shear specimens. Above a sample strain rate of 10 s^?1, the tear energy calculated from either specimen was comparable. The differences in the tear energy derived from the tensile strip and pure shear specimens were attributed to differences in the local crack tip stress state and strengthening of the material due to strain‐induced crystallisation. Both of these factors resulted in crack speeds 3–4 times higher in the pure shear specimen as compared to the tensile strip specimen. Finite element analysis (FEA) indicated that fracture would initiate at the crack tip either when the strain energy density approached the material toughness or when the maximum principal stress and strain approached the material tensile strength and fracture strain, respectively. It was concluded that these parameters would be better than the tear energy in predicting fracture of natural rubber under dynamic loading.