新型水声透声橡胶材料的制备及性能研究

以氯丁橡胶(CR)为透声材料的基体橡胶,研究顺丁橡胶（BR）/CR并用比对透声材料性能的影响。结果表明：与牌号为A－90的CR 相比,牌号为CR322的CR未出现结晶,在0～40 ℃范围内的储能模量稳定,更适于作为水声透声材料的基体。与BR并用后,CR/BR并用胶对应CR组分的玻璃化温度降低,在0～40 ℃范围内储能模量稳定,表现出较好的耐寒性能和低温度敏感性,但物理性能小幅降低;CR硫化胶和CR/BR并用胶透声材料均表现出优异的透声性能和水密性能。     

不同用量白炭黑对NBR/BRR的动态力学性能和Payne effect效应的影响

本文利用扫描电镜SEM和橡胶加工分析仪(RPA-2000)设备,研究了不同白炭黑用量的NBR/BR并用胶的动态性能和微观形貌。结果表明：随着白炭黑用量的增大,白炭黑聚集体增多,白炭黑与橡胶基体间的相互作用增大,混炼胶的Payne效应增大。动态性能方面,随温度升高,NBR/BR混炼胶损耗因子先增大后减小;随白炭黑用量增大,NBR/BR混炼胶损耗因子在低温时增大,高温时减小;随温度升高, NBR/BR硫化胶储能模量G’变化不大,损耗因子减小。随白炭黑用量增大,NBR/BR硫化胶储能模量G’增大,损耗因子增大;随着温度的升高,NBR/BR硫化胶的损耗因子先增大后减小。     

CR与EPDM，BR或NR并用胶混炼性能的研究

研究CR与EPDM,BR或NR并用胶门尼粘度、混炼性能和加工性能随温度变化的规律。结果表明,在一定温度范围内,随着温度的升高,并用胶料门尼粘度降低的幅度依CR/NR,CR/BR和CR/EPDM的顺序减小;胶料弹性模量变化趋势与门尼粘度基本相同;CR与EPDM和BR并用胶料对温度的敏感程度相对较低,与金属辊筒表面的粘附力较小,在较高辊温下也能保持弹性状态,容易薄通出片;相同并用比和辊温条件下,并用胶料混炼性能按CR/EPDM,CR/BR和CR/NR的顺序依次变差。     

混炼工艺对炭黑/CR/BR复合材料性 能的影响

工作以CR/BR并用胶为基体材料、炭黑为补强填料制备炭黑/CR/BR复合材料,探究炭黑的添加顺序与薄通工艺对炭黑在CR/BR并用胶中的分散性及其硫化胶性能的影响。结果表明：在不同混炼工艺制备炭黑/CR/BR并用胶中,采用先将炭黑混入BR相中再与CR共混的工艺很好的提高了炭黑的分散性,炭黑/CR/BR复合材料的硫化特性和物理性能随炭黑分散性变好而得到提高;薄通5次时各种配合剂在并用胶中分散性良好。     

氯化顺丁橡胶动态力学性能的研究

应用RPA2000型橡胶加工分析仪研究氯化顺丁橡胶（CBR）的动态力学性能，并与BR和CR进行对比。试验结果表明，在试验温度范围内，CBR硫化胶的储能剪切模量（G′）大=FBR，损耗因子（tanδ）小于BR和CR；在试验频率范围内，CBR硫化胶的G′大于BR和CR，tanδ小于CR和BR（高频下）；在试验应变范围内，CBR硫化胶的G′大于BR和CR，tanδ与BR相差不大但小于CR。     

混炼工艺对炭黑/氯丁橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

以氯丁橡胶(CR)/顺丁橡胶(BR)并用胶为基体材料、炭黑为补强填料制备炭黑/CR/BR复合材料,探讨混炼工艺对复合材料性能的影响。结果表明:薄通5次时配合剂在CR/BR并用胶中分散良好;采用先将炭黑混入BR相中再与CR共混的混炼工艺可以提高炭黑的分散性,且炭黑/CR/BR复合材料的硫化特性和物理性能较好。     

模量增强剂HMZ对天然橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响

研究模量增强剂HMZ的掺合温度和用量对天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)并用胶性能的影响。结果表明:模量增强剂HMZ具有迟延硫化作用,并能显著改善胶料的硫化平坦性;模量增强剂HMZ适宜的掺合温度为130℃左右;随着模量增强剂HMZ用量增大,NR/BR并用胶的邵尔A型硬度提高,模量增强剂HMZ用量为7份时定伸应力最大;模量增强剂HMZ的适宜用量为2~7份。     

聚天冬氨酸酯聚脲涂饰剂动态热力学分析

以HDI三聚体和聚天冬氨酸酯树脂F524和6200等为原料制备了聚天冬氨酸酯聚脲涂饰剂,并应用DMA技术对聚脲的热性能和阻尼性能进行了分析。结果表明:在测试温度范围内,储能模量减少、损耗模量先增加再减少。增加频率,储能模量、损耗模量和玻璃化温度均向高温方向移动。-15~50℃下聚脲的损耗因子均在0.3以上,阻尼性能良好。0℃及较高频率下,聚脲的储能模量、损耗模量分别在1 800 MPa和50 MPa以上,弹性仍较好。35℃下角频率为10~(-2)~10~3时聚脲具有有良好的阻尼性能。     

芳纶浆粕纤维在NR/BR胎面胶中的应用研究

研究新型芳纶浆粕(超细)纤维对NR/BR胎面胶的补强性能.结果表明,芳纶浆粕纤维补强的NR/BR硫化胶具有良好的模量-滞后平衡效应,加入3份芳纶浆粕纤维能将硫化胶20%应变的拉伸模量提高近2倍,0 ℃时的损耗因子增大而60 ℃时的损耗因子略有减小,对胶料的加工性能几乎没有影响.低用量芳纶浆粕纤维补强的NR/BR并用胶较适用于轮胎胎面胶.     

深海电缆护套用橡胶材料的性能研究

针对全海深工作环境对深海电缆护套用橡胶材料的使用性能要求,研究氯丁橡胶(CR)胶料和CR/天然橡胶(NR)并用胶的物理性能、绝缘性能、耐海水老化性能和挤出性能。结果表明:与牌号为Denka Chloroprene A-90的硫黄调节型和牌号为CR322的混合调节型CR相比,牌号为CR232的非硫黄调节型CR物理性能优异,更适合用作深海电缆护套胶料的主体材料;CR/NR并用胶(并用比80/20)的绝缘性能好,体积电阻率可达1.3×10~(12)Ω·cm,且物理性能和耐海水老化性能好;以固体古马隆树脂/白油膏为增塑剂的CR/NR并用胶挤出表面光滑、挤出膨胀率小,是深海电缆护套的优选橡胶材料。     

低温度敏感性透声橡胶材料的研制

通过生胶材料的并用及优化选取,硫化体系的调配,填料配比的调整以及热硫化剂的选取,研制出了一种透声系数高、粘接性能强且温度敏感性低的氯丁橡胶/天然橡胶并用材料。结果表明,选用进口型氯丁橡胶与白绉片天然橡胶并用比为70/30,研制的氯丁橡胶/天然橡胶并用材料透声系数达到0.90以上,在-40℃~70℃范围内透声系数变化率低,与4种金属骨架材料的粘合性性能较好,低温硫化速率快且焦烧安全性能好,较好地满足了某水声换能器覆盖层密封透声材料的性能要求。     

受阻酚类材料在橡胶中的应用

研究了受阻酚类添加剂对NR/BR并用胶硫化特性、力学性能、老化特性以及动态力学性能的影响。结果表明:加入双酚类受阻酚添加剂,并用胶的t_(10)和t_(90)增加,ML变化很小,M_H减小,模量下降;硬度和回弹性下降,100%定伸应力和拉断伸长率先略微增加然后减小,拉伸强度和撕裂强度下降;100℃热空气老化24 h后,拉伸强度保持率和拉断伸长率保持率都有一定程度提高,耐热空气老化性能改善;玻璃化转变区tanδ减小,0℃以上tanδ增加,0～80℃温度范围内材料阻尼性能得到改善。     

低模量硅橡胶剪切性能研究

研究了低模量硫化硅橡胶在-40～50℃范围内剪切性能及其与复合材料粘接性能。研究结果表明，低模量硫化硅橡胶室温下的剪切模量稳定区域在剪切应变为80％～220％之间，剪切应变在0～150％区间加载-卸载时硅橡胶剪切滞后损失为34．7％；低模量硫化硅橡胶各在-40℃和50℃下保温2h后，其剪切模量G0与室温下相近，满足-40～50℃温度范围内弹性材料使用要求；低模量硫化硅橡胶在-40℃～50℃范围内与复合材料粘接质量良好。满足粘接技术要求。     

硫化温度对天然橡胶/顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用胶性能的影响

研究硫化温度对天然橡胶（NR）/顺丁橡胶（BR）/反式丁戊橡胶（TBIR）并用胶（并用比35/45/20）性能的影响，并与NR/BR并用胶（并用比为45/55）进行对比。结果表明：随着硫化温度由140 ℃升至180 ℃，NR/BR和NR/BR/TBIR胶料的硫化曲线平坦性变差，t₁₀和t₉₀明显缩短，交联密度降低；NR/BR和NR/BR/TBIR硫化胶的硬度和定伸应力降低，拉断伸长率提高，撕裂强度变化不大，回弹值略有减小，压缩温升略有升高；在较宽的硫化温度范围内，TBIR可明显改善NR/BR并用胶的相容性和耐疲劳性能。     

固化温度对苎麻纤维增强酚醛树脂的影响研究

采用热压成型法制备了苎麻纤维增强酚醛树脂复合材料(RFRP),通过热机械分析、热重分析及扫描电镜研究了固化温度分别为130,155及180℃时RFRP性能的变化。结果表明,随着固化温度的升高,酚醛树脂固化更充分,130℃下固化2 h的RFRP的储能模量在0～180℃测试区间下降了21 MPa,155℃和180℃下固化产物的储能模量变化不大。苎麻纤维的加入提高了基体树脂的储能模量,155℃下固化2 h的RFRP的储能模量达到最高为37.33 MPa。SEM观察可见纤维与树脂结合紧密。随着固化温度的升高复合材料的残炭率提高,700℃时的残炭率最高可达44.13%,材料的热稳定性提高。     

白炭黑/丁苯吡橡胶/顺丁橡胶复合材料的性能研究

对比研究白炭黑填充溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(BR)、乳聚丁苯橡胶/BR和丁苯吡橡胶(VPSBR)/BR复合材料的性能。结果表明:白炭黑在VPSBR/BR并用胶中的分散较好,相应胶料定伸应力较高,0℃下的tanδ较大,耐磨性能较好;提高VPSBR/BR并用胶中BR用量可降低胶料60℃下的tanδ,且耐磨性能变化不大。     

硫化温度对防污型聚氨酯透声胶性能的影响

以环氧丙烷-四氢呋喃共聚醚和甲苯二异氰酸酯(TDI-100)为原材料合成了聚氨酯预聚体,再与防污剂DCOIT、扩链剂MOCA反应制备了防污型聚氨酯透声胶,并讨论了硫化温度对透声胶防污性能、力学性能、声学性能、粘合性能和耐水性能的影响。结果表明,随着硫化温度的升高,透声胶防污性能不断降低;300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度逐渐增大,而拉断伸长率逐渐降低;温度超过100℃后,撕裂强度下降。硫化温度变化对声学性能影响不大。随着硫化温度升高,透声胶片与基材之间的剥离强度、耐水性能也逐渐提高。     

炭黑氧化度对顺丁橡胶/天然橡胶并用胶性能的影响

研究炭黑氧化度对顺丁橡胶（BR）/天然橡胶（NR）并用胶性能的影响。经高温脱挥或氧化处理后炭黑填充的BR/NR并用胶的门尼粘度增大,加工性能变差;与未处理的炭黑填充BR/NR并用胶相比,高温脱挥处理炭黑填充BR/NR并用胶的300%定伸应力、拉伸强度和压缩疲劳温升提高,耐老化性能降低;随着炭黑氧化度的增大,BR/NR并用胶的300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和压缩疲劳温升降低;随着炭黑挥发分含量和氧化度的减小,0和60 ℃时BR/NR并用胶的损耗因子增大。     

温度对胎面材料拉伸力学性能的影响研究

研究温度和拉伸速率对胎面材料拉伸力学性能的影响。结果表明:胎面材料的拉伸力学性能对拉伸速率具有一定的敏感性;在0~90℃温度范围内及大应变时,胎面材料的拉伸模量随温度升高而减小;在-30℃时,应力-应变曲线表现出"玻璃态"的特性,拉伸模量明显提高。Mooney-Rivlin模型模拟结果与试验结果相一致。     

典型舰用复合材料DMA动态力学性能试验研究

典型舰用复合材料体系以玻璃纤维(SW220(S2))、碳纤维(T700)等为增强纤维,乙烯基类(430LV、3201)树脂和环氧类(350)树脂等为基体,以其为研究对象,通过开展不同纤维和基体组成的纤维增强复合材料(FRP)动态热机械分析(DMA)试验,得到以上材料体系在不同温域和频域内的阻尼特性,并对树脂基体种类、铺层角度和增强纤维类型的影响规律进行分析。研究结果表明:树脂基体是影响FRP阻尼特性的主要因素,三种树脂基体中,tanδ_(max(430LV))≈0.88,tanδ_(max(3201))≈0.8,tanδ_(max(350))≈0.7,常温段(0℃~30℃)损耗因子基本相同,约为0.05,加入纤维后,FRP的损耗因子下降至0.035左右,但储能模量提高了7倍~8倍;常温段,与0°/90°铺层方向相比,±45°铺层复合材料的损耗因子提高约0.025,储能模量下降6 GPa~8GPa;0℃~30℃,与碳纤维增强复合材料(CFRP)相比,玻纤增强复合材料(GFRP)损耗因子是其两倍,但储能模量只有其1/3。实验频率从1 Hz增加到1000 Hz,FRP的损耗因子降低45%~70%,储能模量上升10%以内。