天然橡胶隔震支座的内部老化特性及预测方法

各种环境因素会使橡胶材料老化,使其更硬更脆,导致橡胶隔震支座无法有效发挥其变形吸能的功能,最终影响隔震结构的安全.由于已经老化的橡胶会阻止氧化进一步向内部深入,因此橡胶隔震支座内部的老化并不均一.本文对常用的天然橡胶(nature rubber,NR)块体进行一系列不同温度下的加速环境老化试验,并对老化后的NR块体进行切片,定量分析了橡胶支座内部不同位置处NR老化的发展情况.结果表明,在支座表面老化最快,而一定深度以内则不会发生老化,在此基础上总结出天然橡胶块体内部的老化规律,建立了老化模型以预测天然橡胶隔震支座的内部老化特性.     

防护蜡和微晶蜡对工程轮胎胎冠胶臭氧老化性能的影响

橡胶在大气中老化变质,臭氧的作用是一个很重要的原因.在研究防护蜡和微晶蜡对工程轮胎胎冠胶老化性能影响的基础上,对工程轮胎胎冠胶进行了基本性能、磨耗性能、力学性能和老化性能等试验.结果表明:不同的物理防护体系对胶料的硫化速度和物理机械性能影响差别不大;对胶料防臭氧老化性能影响差别较大.试验得出:防护蜡对防臭氧老化性能效果较差,而微晶蜡防臭氧老化性能效果较好.     

无卤阻燃橡胶的研制

研究无卤阻燃橡胶,其配方是在丁腈橡胶中添加氢氧化镁和氢氧化铝,使橡胶不失其力学性能,又具有一定的阻燃功能.实验结果表明,老化前,当氢氧化镁和氢氧化铝为40份时,力学性能最好.随氢氧化镁和氢氧化铝份数的增加,试样的力学性能逐渐减小.老化后,随氢氧化镁和氢氧化铝份数的增加,试样的力学性能逐渐减小.当填料的用量为70份时,阻燃性能最好.同样质量条件下氢氧化镁的O I（氧指数）大于氢氧化铝,表示氢氧化镁的阻燃性比氢氧化铝的阻燃性好.     

温度对CNTs/NBR复合材料性能影响的分子动力学分析

为了探究不同温度下碳纳米管对丁腈橡胶力学性能的增强情况，采用分子动力学方法基于Materials Studio模拟软件，对不同工况温度下纯丁腈橡胶及碳纳米管/丁腈橡胶复合材料的力学性能、自由体积分数、分子扩散情况进行了建模及计算，并通过拔出行为模拟分析了碳纳米管与橡胶基体间的界面结合能.结果表明：加入碳纳米管后，随着温度的升高，由于界面结合能较为稳定，不同温度下橡胶的力学性能得到提升且在100℃以上高温时提升效果更加明显.     

600型建筑叠层橡胶隔震装置温度相关性及耐老化性能研究

采用600型建筑叠层橡胶隔震装置为研究体,系统地研究了其温度为(-20℃~40℃)时的特性;温度为100℃时,恒温时间240 h和336 h状态下老化特性;老化前后相关性能对比;老化后极限性能及120次反复循环加载后的基准性能.结果表明:温度对叠层橡胶隔震装置的竖向刚度、水平刚度、屈服力及等效阻尼比具有不同程度的影响;其耐老化寿命可达到60 a;为隔震技术在建筑领域中推广应用提供了依据.     

轿车轮胎耐臭氧老化性能研究

将成品轿车轮胎装配到标准实用轮辋上,充入一定的充气压力,而后将其置于密闭臭氧老化试验箱内,在不同臭氧浓度的环境中悬空静置72h,之后对其进行取样,对其力学性能及表观围观结构进行了深入研究。结果表明:臭氧与轮胎表层橡胶接触和渗透使其发生老化,并导致在轮胎表面出现老化裂纹,老化裂纹主要出现在应力集中的区域,且随臭氧浓度增加自外向内发展并加剧,致使轮胎的使用寿命大幅度降低;但是对于应力相对较小区域,胎面橡胶的拉伸强度、硬度等力学性能则没有显著变化。     

橡胶沥青制备工艺及其性能的研究

首先通过室内试验研究了不同粒径、不同掺量的废轮胎橡胶粉对基质沥青的改性效果,而后研究了橡胶沥青的性能随反应温度、时间的变化规律.结果表明:采用粒度为80目、量15％(质量分数)的橡胶粉制备橡胶沥青,其性能最优.橡胶沥青的性能与反应温度、时间之间具有很强的依赖性.当反应温度高于200℃,反应时间超过60min的条件下,随着反应温度的升高和时间的延长,橡胶沥青的粘度显著下降.在高温条件下,当反应时间超过4h后,橡胶沥青的性能开始老化.基于试验研究结果,对橡胶沥青的生产及应用提出了几点建议.     

寒冷地区铅芯橡胶支座桥梁的地震响应分析

铅芯橡胶支座因其材料本身的性质,它的力学性能和温度环境变化有较强的相关性.在M IDAS/C IVIL有限元分析模型中,采用不同温度下铅芯橡胶支座的性能参数,输入三种地震波,对三跨连续梁进行时程分析,得出相应的地震反应,比较三种不同的波谱情况下的变化情况,找出铅芯橡胶支座随温度变化对桥梁地震的影响规律,得出一些有益于我...     

大直径建筑叠层橡胶隔震装置温度相关性及老化性能研究

针对隔震建筑中隔震层采用隔震装置多为叠层橡胶隔震支座,其力学特性是否受自然界温度的变化、日照风吹及长期持荷的影响,一直为研究者和设计师们所关注.为此,以足尺叠层橡胶隔震支座为研究体,经系统试验研究其温度特性(-20℃～+40℃);温度为100℃时,恒温时间240 h和336 h状况下老化特性;老化前后相关性能对比;老化后极限性能及120次反复循环加载后的基准性能.结果表明:温度对叠层橡胶隔震支座的竖向刚度、水平刚度、屈服力及等效阻尼比具有不同程度的影响;其耐老化寿命可达到20℃×60 a以上有着不短于工程结构的使用寿命50 a;为隔震技术在建筑领域中推广应用提供重要依据.     

基于插值和时温叠加原理的橡胶老化寿命预测方法

老化性能衰退建模与寿命预测是橡胶等高分子材料腐蚀和防护领域的研究重点之一,探索新型预测理论与方法在橡胶加速老化寿命预报中的应用,能够为橡胶件的性能监测、维护和更换提供理论依据和参考。传统的高分子材料老化建模方法存在模型依赖性强、参数识别难度高和精度不足等弊端。为了快速地对常温下橡胶的老化性能衰退规律进行准确的预测和评估,以室内高温加速老化数据为基础,提出采用插值的方法计算各不同加速温度下的伪失效寿命,在获得的伪失效寿命数据组的基础上,计算了各加速温度相对最低加速温度的性能衰退平移因子。进一步分析发现平移因子满足阿累尼乌斯方程,且各高温下加速老化的数据可以根据平移因子转换至参考温度下。在建立阿累尼乌斯加速模型的基础上,应用时温叠加原理,通过高温平移因子的线性外推获得常温下的平移因子,从而建立了常温下橡胶的老化性能衰退预测方程,并与实测常温下的橡胶老化性能衰退数据进行了对比。结果表明,综合应用插值法和时温叠加原理可以对橡胶加速老化数据进行快速处理,且由加速数据外推获得的常温性能衰退量与真实值的比较可知,结果均分布在2倍分散线以内,很好地满足了工程上的使用要求。其结果可为相关高分子材料加速老化数据处理与寿命预测提供参考。     

EPDM 耐热输送带基础配方研究

利用正交设计方法考察了胶种配比及用量、硫化剂用量、补强剂类型及用量等对 EPDM 胶料性能的影响。研究表明：胶料配比及用量是影响 EPDM 正硫化时间、撕裂强度及断裂伸长率等性能的关键因素;而影响 EPDM 拉伸强度的关键因素是过氧化二异丙苯(DCP)用量。燕山石化公司生产的EPDM 3240更适于研制 EPDM 耐热输送带。硫化剂 DCP 的最佳用量为6 phr(每100 g 橡胶中所含的该原料的质量);补强剂最好采用耐磨炭黑 N330,且其最佳用量为50 phr。优化配方的综合物理机械性能较好,其拉伸强度可达到12 MPa 以上,可用作耐热输送带覆盖胶的基础配方。     

配合体系对浅色氢化丁腈橡胶性能的影响

为研制具有高强度、低压变的浅色氢化丁腈橡胶,利用正交实验法考察了硫化剂(双叔丁基过氧化异丙基苯BIPB)、硫化助剂(三烯丙基异氰酸酯TAIC和N,N′-间苯撑双马来酰亚胺HVA-2)和增强剂(甲基丙烯酸锌ZDMA)对白炭黑填充的氢化丁腈橡胶拉伸强度和压缩永久变形的影响.结果表明,对强度和压变性能影响显著的都是硫化剂BIPB的用量.同时,对不同配方胶料的硫化特性和硫化胶的硬度、扯断伸长率、撕裂性能和热空气老化性能进行了测定,综合性能最好的配方是HNBR 100,白炭黑30,BIPB 4,TAIC 2,其他10.5.     

橡塑型洗衣机脚垫胶料的配方设计

以高性能的西门子洗衣机脚垫胶料为研究方向,采用橡塑并用改性法,在丁腈橡胶(NBR)中加入一定比例的高苯乙烯树脂(HSR),以改善胶料的工艺性能,提高胶料的强度、硬度及耐磨性;通过对NBR/HSR橡塑并用胶力学、耐介质、耐老化及压缩等性能的分析测试,结果表明,当NBR/HSR橡塑并用比为80/20时,其并用胶的综合性能最好,其拉伸强度、磨耗体积、压缩永久变形分别为21.31 MPa、0.18 cm3和25%,并用胶的各项性能均符合西门子洗衣机脚垫胶料的性能指标要求.     

盾构隧道密封垫长期防水性能预测的试验研究

为了建立盾构隧道弹性密封垫橡胶的老化系数模型,开展热氧加速老化试验. 该模型采用伸长率与应力的比值作为性能劣化指标,可以预测橡胶在不同温度和时间状态下的性能,对密封垫的长期服役状态进行预测. 通过一系列水密性试验,研究密封垫防水能力受服役时间和张开量的影响规律. 研究结果表明,橡胶的拉伸强度在老化前期受拉断伸长率变化的影响迅速下降,后期主导因素转变为拉伸模量;老化系数随着时间的增加而持续下降,但下降速度逐渐减小,最终服役百年后的老化系数为0.364;密封垫耐水压折减系数随着张开量的减小而降低,总体上小于老化系数. 基于试验结果,建立以服役时间和张开量为自变量的耐水压折减系数的预测公式.     

动态时效对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与力学性能的影响

对Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金进行预时效+中温轧制变形+终时效的动态时效工艺处理,采用硬度测试、拉伸性能测试,结合金相显微组织分析和透射电子显微分析,探究动态时效对其力学性能与微观组织的影响。结果表明：动态时效能够提高合金的时效硬化速率,随着变形量的增大,合金的峰时效时间逐渐减小,峰值硬度逐渐增大。动态时效能够改变晶粒形貌,随着变形量的增大,晶粒的纵横比增大,位错数量增多,强化相数量增多尺寸减小,使得合金强度随着变形量的增大而逐渐增大,但伸长率逐渐减小。变形量为50%合金的强度最高,抗拉强度和屈服强度最大,分别为527.4 MPa和467.0 MPa,伸长率保持在较高值9.1%。     

轧制工艺对ZA35合金组织和性能的影响

为了提高ZA35合金的力学性能,采用轧制工艺制备ZA35合金板坯,利用x-射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OE)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析(EDS)等技术分析和检测了ZA35合金铸态、不同轧制态和热处理态的显微组织和性能.结果表明:轧制可以显著提高ZA35合金的综合力学性能,使抗拉强度提高了27.8%,硬度指标提高了36.4%,伸长率比铸态增加了近2倍.轧制使合金组织细化,初生α相增多,ε相由块状变成细小的点状弥散分布于枝晶间.轧制合金在经过365℃固溶3h和120℃时效12h热处理后合金力学性能最好,抗拉强度达到512MPa、伸长率为4.9%、硬度为HB127.     

三元乙丙橡胶耐热多楔带楔胶配方的研究

通过正交试验的方法,研究了石蜡油、炭黑N330、尼龙短纤维和硫磺四个配方因素对三元乙丙橡胶（EPDM）耐热多楔带楔胶性能的影响。结果表明:炭黑N330的用量对实验结果的影响最大,石蜡油及尼龙短纤维的影响次之,硫磺对实验结果的影响最小。最佳配方为石蜡油、炭黑N330、尼龙短纤维、硫磺的质量分数分别为橡胶质量的5%、65%、7%、0.7%时,T向试样的综合性能较好,其老化前的拉伸强度和断裂伸长率分别为18.18 MPa和238.64%,老化后的拉伸强度也维持在60%以上。     

胶料硬度对超弹本构模型参数及橡胶弹簧刚度的影响

采用Mooney-Rivlin超弹本构模型,研究不同胶料硬度对超弹本构模型参数及胶料弹簧刚度的影响。对锥形橡胶弹簧进行垂向刚度仿真,并将仿真结果与弹簧刚度试验结果对比,发现不同胶料硬度对橡胶弹簧刚度有显著的影响。利用最小二乘法对现有的离散化数据进行拟合,得出超弹本构模型参数与胶料硬度的函数关系。基于正交试验方法,通过锥形橡胶弹簧刚度仿真试验,求得与实际胶料硬度对应的最佳超弹本构模型参数值C10=0.312,C01=0.087;锥形橡胶弹簧仿真刚度值与试验刚度值的相对误差仅为0.3%,具有较高的精度。     

PP／EPDM共混物的力学性能及形貌研究

对PP／EPDM共混物的力学性能进行了研究,并用扫描电子显微镜（SEM）观察了共混物的形貌特征。结果表明,随EPDM含量增加,拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量均下降,但冲击强度在EPDM含量约为30％时出现极大值。除了分散相球粒的粒径和粒间距外,分散相在基体中的形状对共混物的冲击强度也有很大影响。同时,SEM结果表明,EPDM参与了PP的结晶过程。     

动态硫化法制造SBR/HDPE共混型热塑性弹性体的研究

丁苯橡胶和高密度聚乙烯共混,用动态硫化法制热塑性弹性体是切实可行的。采用高温炼塑机制造这种热塑性弹性体,硫化剂要在低温炼橡胶母胶时加入。通过橡塑配比及配合剂的适当选择,可以使所得的弹性体在常温下具有橡胶的低硬度、高伸长率和塑料的高强度,高温下挤出性能好。