受阻酚AO-60/丁腈橡胶复合材料的结构与动态力学性能

在丁腈橡胶(NBR)中添加受阻酚AO-60制备受阻酚/丁腈橡胶复合材料。利用DSC、SEM、动态力学分析仪(DMA)等测试手段对该复合材料的结构进行了表征,并研究了其动态力学性能。结果表明:AO-60在不同的NBR基体中的分散情况不同。在丙烯腈质量分数为35%的NBR基体(N230S)中,AO-60形成了精细的分散结构,且与NBR大分子之间形成了强烈的分子间作用力,两相相容性好。与纯NBR基体相比,AO-60/NBR复合材料的玻璃化转变温度(Tg)随着AO-60含量的增加逐渐升高,损耗因子(tanδ)逐渐增大,阻尼性能提高。同时,AO-60/N230S复合材料表现出更好的阻尼性能。     

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。     

液体天然橡胶对湿法混炼制备白炭黑/天然橡胶复合材料界面相互作用的影响

采用液体天然橡胶（LNR）作为增容剂,通过湿法混炼工艺制备白炭黑/天然橡胶（SiO₂/NR）复合材料。利用SEM、橡胶加工分析仪（RPA）、差示扫描量热分析仪（DSC）、溶胀法和核磁共振交联密度仪分别对改性前后SiO₂/NR复合材料的界面形态、Payne效应、玻璃化转变温度（T_g）、结合胶含量及交联密度进行分析,研究LNR对NR与SiO₂相互作用的影响。结果表明,采用LNR改性后,SiO₂/NR复合材料中SiO₂与NR结合紧密,两相界面变得模糊,断面表现为韧性断裂。一定SiO₂用量下,SiO₂/NR复合材料Payne效应明显减弱。当SiO₂与NR质量比为60：100时,玻璃化转变温度（T_g）由-59.57℃提高到-56.61℃,结合胶含量由40.24%增加到44.02%。Lorenz-Park方程定量计算表明,经LNR改性后,SiO₂/NR复合材料界面相互作用增强。核磁共振测试结果表明,改性后,SiO₂/NR复合材料交联密度增加,横向松弛时间（T₂）减小,SiO₂与NR质量比分别为30：100、50：100和70：100时,T₂分别缩短4.20 ms、5.84 ms和7.86 ms,SiO₂与NR相互作用增强,NR分子链运动受限。LNR具有较好的增容效果,经LNR改性的SiO₂/NR复合材料界面相互作用增强。     

氢化羧基丁腈橡胶/AO-2246复合材料阻尼性能研究

以氢化羧基丁腈橡胶(HXNBR)为基体,加入极性有机小分子2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO-2246)进行改性,制取了HXNBR/AO-2246复合材料,对其阻尼性能进行研究。结果表明,AO-2246质量分数在40%以内时,随其用量的增加HXNBR/AO-2246复合材料阻尼性能逐渐提高,在40%时状态最佳,此时损耗因子(tanδ)峰值为2.21,对应玻璃化转变温度(T_g)为24.9℃,tanδ>0.3的有效阻尼温域为32.6℃。HXNBR/AO-2246复合材料阻尼性能的提高是基于HXNBR中氰基(—CN)和羧基中的C=O与AO-2246中的羟基(—OH)形成了氢键网络作用,以及AO-2246较大侧基所带来的位阻效应。同时,随着AO-2246用量逐渐增加,小分子达到饱和并开始自聚结晶,材料出现两相结构,在AO-2246质量分数为50%时,过多的小分子使得材料阻尼性能下降,但对应Tg继续往高温方向移动。     

笼状季戊四醇磷酸酯-可膨胀石墨协同阻燃天然橡胶

以笼状季戊四醇磷酸酯（PEPA）和可膨胀石墨（EG）构成协同阻燃体系添加到天然橡胶（NR）中制备EG-PEPA/NR复合材料。通过极限氧指数（LOI）和垂直燃烧（UL-94）测试、热失重和锥形量热分析、拉伸测试及残炭的SEM观察和FTIR检测,考察了不同质量配比的PEPA和EG对EG-PEPA/NR复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,当PEPA与EG以33：7的质量比添加到NR中时,EG-PEPA/NR复合材料的阻燃性能和力学性能最好。EG-PEPA/NR复合材料的LOI达到28.1%,UL-94达到V-0级,600℃时残炭量从27.5%提高到33.6%,总热释放量和热释放速率峰值分别为96.2 MJ·m^-2和512.4 kW·m^-2,相比于纯NR分别降低了22.2%和40.3%,拉伸强度和断裂伸长率也分别达到13.8 MPa和368%。     

氧化石墨烯/天然橡胶-丁腈橡胶复合材料的制备与性能

为研究氧化石墨烯（GO）对共混橡胶的补强改性作用,首先,通过改进的Hummers方法制备了GO,并通过乳液共混法制备了GO/天然橡胶（NR）-丁腈橡胶（NBR）复合材料;然后,采用SEM、FTIR、XRD、溶胀测试和力学性能测试表征了GO、NR-NBR硫化胶和GO/NR-NBR复合材料的微观形态、结构和力学性能。结果表明:所得GO含有大量的含氧官能团,氧化效果较好;橡胶基体中GO分散均匀,且GO/NR-NBR复合材料的拉伸断面粗糙程度显著增加;GO的填充可以提高复合材料的表观交联密度;GO/NR-NBR复合材料的力学性能随着GO含量的增加而改善,当GO含量为3.0wt%时,GO/NR-NBR复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和邵氏A硬度分别提高了53.3%、67.3%和10.5%,断裂伸长率降低了9.6%。      

受阻酚/丁腈橡胶体系的阻尼性能及分子动力学模拟

以实验与分子动力学模拟方法相结合,研究了受阻酚/丁腈橡胶体系(AO-60/NBR、AO-70/NBR、AO-80/NBR)的氢键网络结构与阻尼性能之间的量化关系。红外光谱结果表明三体系中均存在分子间和分子内2种类型氢键;变温红外测试结果和高温下径向分布函数的变化分析表明分子间氢键的强度大小顺序为:AO-80/NBRAO-70/NBRAO-60/NBR。分子模拟所得氢键网络结构与动态力学热分析数据表明,3种体系中分子间氢键数量对阻尼性能的影响趋势相似。分子间氢键数量的增加导致分子间相互作用增大,自由体积分数降低,分子链堆砌更紧密,因而断键与成键过程中耗能增大,阻尼性能得以提升。线性回归分析中,体系的结合能与阻尼性能线性相关(R2=0.95),证明分子间氢键是提高阻尼性能的主要因素。这一系列研究将对高阻尼橡胶复合材料的研制提供一定的参考数据和理论指导。     

马来酸酐改性天然橡胶对碳酸钙/天然橡胶复合材料力学行为的影响

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在转矩流变仪中自制马来酸酐(MAH)接枝改性天然橡胶(NR)(MNR),将其作为超细碳酸钙/天然橡胶复合材料(CaCO3/NR)的改性剂,研究了MNR对于CaCO3/NR复合材料的力学性能、应力软化效应以及应力弛豫行为的影响。研究结果表明,MNR改性后CaCO3/NR复合材料较之未改性复合材料拉伸强度、撕裂强度和硬度等力学性能均有所提高,应力软化效应加剧,应力弛豫程度和速度降低,力学行为研究结果证实MNR可有效改善CaCO与NR基体间的界面粘合。     

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。      

天然橡胶-氢化丁腈橡胶的共硫化及性能研究

天然橡胶(NR)和氢化丁腈橡胶(HNBR)因不饱和度和极性的差异,存在硫化速度不匹配、填料分散等问题,难以实现两胶的并用。本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶,再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料,解决了NR和HNBR共硫化的问题。研究了NR/HNBR的相态结构和填料在NR和HNBR两相的分散状态,结合相态结构和填料分散分析了NR/HNBR并用比对复合材料硫化特性、动静态力学性能、耐磨性和压缩温升的影响。结果表明:并用HNBR的复合材料混炼胶的门尼黏度增大,焦烧时间和正硫化时间缩短;随着HNBR含量增加,HNBR相的尺寸增大,硫化胶的硬度及100%和300%定伸应力增加,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和拉断永久变形减小,耐磨性和抗湿滑性提高,压缩疲劳温升增大。     

受阻酚/丁腈橡胶复合材料的结构与性能

在丁腈橡胶中添加受阻酚AO-60制备受阻酚/丁腈橡胶复合材料。利用差示扫描量热(DSC)、 扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)、 动态力学分析(DMTA)等测试手段对该复合材料的结构进行了表征, 并对其动态力学性能进行了研究。结果表明: 该复合材料中受阻酚AO-60的结晶性能发生变化, 由结晶态转变为无定形态。AO-60在丁腈橡胶基体中形成了富集区, 在AO-60分子间和AO-60与NBR分子之间形成了大量的氢键。该复合材料不仅存在丁腈橡胶的玻璃化转变, 还有两次异常的松弛过程, 这归因于体系中分子间氢键的解离。该复合材料具有很高的损耗性能, 有很好的阻尼材料应用前景。      

滑动接枝共聚物/丁腈橡胶复合材料及其阻尼性能

将丁腈橡胶（NBR）与预硫化滑动接枝共聚物（SGC）混合制备SGC/NBR复合材料,并采用DSC、橡胶加工分析仪（RPA）、TEM和FTIR等研究了预硫化温度对复合材料内部结构及动态力学性能的影响。结果表明:SGC作为分散相在NBR基体中形成了海岛结构,且与NBR 大分子之间形成了分子间氢键,使两相相容性较好并形成了明显的界面作用区。界面作用区的存在使SGC/NBR复合材料的玻璃化转变温度与纯NBR基体相比升高,同时使复合材料的拉伸强度和拉断伸长率等力学性能显著增强,并出现了明显的拉伸取向。由于SGC与NBR之间分子链的扩散以及氢键作用,使分子链σ单键的内旋转受阻,旋转时需要消耗能量以克服所受的阻力,造成SGC/NBR复合材料的损耗因子明显增加,其中预硫化温度为160℃时阻尼效果最好。SGC/NBR复合材料在建筑桥梁振动频率应变变形范围内表现出优异的损耗性能,可应用于高阻尼隔震支座。      

受阻酚AO-80/NBR/PVC交联复合材料的结构与动态力学性能

在丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混基体中添加了受阻酚AO-80, 制备了AO-80/NBR/PVC交联复合材料, 并研究了其微观结构和动态力学性能。扫描电镜、 透射电镜的结果证明, 大部分AO-80溶解在NBR/PVC基体中, 少量的AO-80以亚微米尺寸的微粒分散于基体中; X射线衍射、 差示扫描量热分析(DSC)结果证明, AO-80在基体中处于非晶态。DSC、 动态热机械分析的结果表明, AO-80与基体之间形成了很强的分子间作用力, 使材料的玻璃化温度大幅度上升。同时, AO-80/NBR/PVC交联复合材料的损耗因子tanδ-温度T曲线只有一个单峰, 与纯的NBR/PVC交联橡胶相比, 随着AO-80用量增加, tanδ峰明显向高温移动, 并且峰值由0.96增加到1.56。AO-80/NBR/PVC交联复合材料呈现明显的拉伸取向, 具备优异的力学强度, 具有很好的实用价值。      

片状石墨粉/受阻酚小分子-丁腈橡胶共混物动态力学性能

以丁腈橡胶(NBR)为基体,添加受阻酚小分子2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO-2246)构成杂化体系,在体系中添加片状石墨粉(FGP),研究其对共混物动态力学性能的影响,借助DMA、FTIR和SEM等手段,研究了FGP/AO-2246-NBR共混物的动态力学性能。结果表明:将FGP加入AO-2246-NBR共混物中后,损耗角正切值、动态储能模量及损耗模量均随着FGP含量的增加先增加后减小,当FGP含量达到临界值(质量分数10%左右)时,其动态力学性能损耗角切值、动态储能模量及损耗模量才表现出较好的性能。通过红外光谱分析发现,三元共混物的氢键效应不是决定动态力学性能的关键因素,这与FGP本身的特性及形成的微观结构有关。微观形貌的形成是FGP与AO-2246-NBR共混物间相互作用的结果。     

受阻酚/羧基丁腈橡胶复合材料的结构及动态力学性能

将羧基丁腈橡胶(XNBR)和受阻酚2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚) (AO-2246)混合制备出挤压和未挤压AO-2246/XNBR复合材料,并对其结构及动态力学性能进行了研究。研究结果表明,AO-2246在XN2BR基体中的分散状态对体系的动态力学性能影响较大。在未挤压样品中,大部分AO-2246分子以晶体颗粒的形式存在,体系的损耗因子(tanδ)比纯XNBR基体低;而在挤压样品中,由于热压淬火过程中两组分发生杂化,体系的tanδ值明显增大,体系的阻尼性能显著提高。差示扫描量热(DSC)分析和扫描电镜(SEM)观察表明,当AO-2246质量分数高于40%后,杂化体系中AO-2246以3 种形态存在：杂化形态、微相分离态以及结晶态,它们共同对体系的动态力学性能产生影响。AO-2246质量分数为50%的杂化体系的tanδ峰峰值高达3.5,同时该峰位置由低温区向高温方向移动至室温附近,从而使AO-2246/XNBR复合材料成为一种极具潜力的高性能阻尼材料。     

重质粒子/NBR-PVC微孔阻尼复合材料的制备及其隔声性能

为了制备一种轻质高效的隔声材料,本研究以丁腈橡胶（NBR）和聚氯乙烯（PVC）共混为主体材料,采用一步模压发泡工艺制备了重质粒子（HMP）/NBR-PVC微孔阻尼复合材料。通过SEM、动态力学分析和声阻抗管测试探究了橡塑比对HMP/NBR-PVC复合材料泡孔结构、阻尼性能和隔声性能等方面的影响,并进一步对其隔声机制进行了分析。研究结果表明：微孔结构的存在增加了声能量在材料内部传播过程中的衰减,提高了HMP/NBR-PVC复合材料的隔声性能。NBR与PVC质量比为50：50的HMP/NBR-PVC微孔阻尼复合材料具有良好的泡孔结构、力学性能和阻尼性能,其隔声指数高达28.1 dB。这种质轻、质软且易加工的橡塑微孔阻尼复合材料对新型隔声材料开发与应用具有一定的指导意义。     

EVM基共混物的阻尼性能

选用双叔基过氧化异丙基苯(BIPB)作为硫化剂,采用动态粘弹谱仪(DMA)对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)/乙丙胶(EPDM)和EVM/丁腈胶(NBR)两种共混体系的阻尼性能进行了研究.考察了聚氯乙烯(PVC)、N-环己基-2-苯井噻唑次磺(CZ)以及过氧化二异丙苯(DCP)对EVM基共混物阻尼性能的影响.实验结果表明...