环氧化反式异戊橡胶/天然橡胶并用胶的疲劳和动态性能

研究了不同环氧度的环氧化反式异戊橡胶(ETPI)/天然橡胶(NR)(质量比15/85)并用胶的力学性能、疲劳性能及动态性能。力学性能测试表明,随ETPI环氧度的增加,拉伸、撕裂强度逐渐降低,100%和300%定伸强度逐渐增大;ETPI环氧度低于20%时,ETPI/NR并用胶硫化胶具有良好的力学性能和动态疲劳性能,与疲劳性能优异的TPI/NR并用胶接近,环氧度高于20%时疲劳性能明显降低;通过动态力学分析仪(DMA)和橡胶加工分析仪(RPA 2000)等测试进一步表明,并用胶的抗湿滑性能随ETPI环氧度增大而增强,滚动阻力随之增大。     

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。      

环氧化改性杜仲胶与合成反式-1,4-聚异戊二烯的性能对比

基于天然杜仲胶(EUG)与人工合成反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)微观链结构和化学组成的差异,分别采用乳液工艺和溶液工艺对二者进行了环氧化改性。采用差示扫描量热、偏光显微镜(POM)、拉力试验、扫描电子显微镜和动态力学分析对比研究了环氧度对环氧化杜仲胶(EEUG)和环氧化合成反式-1,4-聚异戊二烯(ETPI)的结晶行为、拉伸性能、动态力学性能的影响。结果显示,随着环氧度的增加,EEUG和ETPI结晶度均降低,球晶尺寸减小,EEUG在环氧度超过摩尔分数20.6%后聚集态结构由结晶转变为无定型;ETPI在环氧度超过摩尔分数13.8%后DSC曲线上没有出现熔融峰和结晶峰,但POM下仍可观察到少量小球晶。环氧基团的不均匀分布导致了ETPI的局部结晶。拉伸性能显示随着环氧度增加,EEUG硫化胶拉伸强度降低,断裂伸长率明显增加,在环氧度摩尔分数大于20.6%后实现了材料由刚而韧的塑料向软而韧的弹性体的转变。ETPI硫化胶拉伸强度和断裂伸长率均低于TPI硫化胶。动态力学性能证实EUG的环氧化改性导致其聚集态结构的转变,且这种转变与环氧度之间有明确的对应关系。ETPI力学行为的改变与环氧度之间没有明确的对应关系。EEUG-20.6和ETPI-13.8的硫化胶显示出最大的0℃时tanδ值和最小的60℃时tanδ值,说明通过控制环氧度来控制材料的聚集态结构,可同时改善材料的抗湿滑性能和低滚动阻力。     

偶联剂Si747原位改性单分散SiO_2/天然橡胶复合材料的结构与性能

采用偶联剂Si747在液相体系中分别对自制单分散白炭黑(SiO_2)和市售沉淀法白炭黑(SiO_2)表面进行改性,利用乳液共混技术制备SiO_2/天然橡胶(NR)复合材料。利用橡胶加工分析仪、DMA、SEM等测试手段对偶联剂Si747改性SiO_2/NR复合材料的结构和性能进行表征。结果表明,在硫化特性方面,与未改性SiO_2相比,偶联剂Si747改性SiO_2/NR复合材料的焦烧时间和工艺正硫化时间均缩短,促进了橡胶的硫化过程,其中改性前后单分散SiO_2/NR硫化胶的焦烧时间和工艺正硫化时间均比沉淀法SiO_2/NR硫化胶长;与未改性单分散SiO_2/NR硫化胶相比,改性单分散SiO_2/NR硫化胶的拉伸强度提高了17.4%,回弹性和耐磨性分别提高了9.5%和32.6%,压缩生热降低了24.3%;与改性沉淀法SiO_2/NR硫化胶相比,改性单分散SiO_2/NR硫化胶的Payne效应最低,填料的分散性更高,填料网络结构更弱;改性单分散SiO_2/NR硫化胶抗湿滑性略低于改性沉淀法SiO_2/NR硫化胶,但滚动阻力更低,更节省能源。     

改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对白炭黑进行表面改性,并制备改性白炭黑/天然橡胶复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电镜、橡胶加工分析仪等测试手段对改性白炭黑及改性SiO_2/NR复合材料的结构与性能进行了表征,并研究其硫化性能及力学性能。结果表明,经FT-IR、TG分析,3种硅烷偶联剂已成功接枝到白炭黑表面;改性SiO_2/NR复合材料相对于未改性SiO_2/NR,焦烧时间变长,正硫化时间缩短,结合胶含量增大;改性SiO_2/NR与未改性SiO_2/NR相比其定伸应力、撕裂强度明显提高,但断裂伸长率有所减小;改性白炭黑在天然橡胶基体中的分散性明显提高,其中Si69-SiO_2在天然橡胶基体中的分散性最好;Si69-SiO_2/NR复合材料的滚动阻力与生热最低;改性后的SiO_2/NR复合材料的拉伸断面粗糙程度增加。     

未填充天然橡胶/反式丁戊橡胶共混胶的耐疲劳性能及疲劳破坏机理

研究了共混比对天然橡胶(NR)/反式-1,4-丁戊橡胶(TBIR)共混硫化胶的力学性能和耐疲劳性能的影响,以及共混胶的屈挠疲劳断裂机理。结果表明,随着共混胶中TBIR含量的增加,共混胶的拉伸强度先增加后降低,撕裂强度逐渐下降,而断裂伸长率和硬度变化不大。随着共混胶中TBIR含量的增加,共混胶的耐屈挠疲劳性能先升高后降低。当NR/TBIR共混比为50/50时,共混胶的耐屈挠疲劳性能最好。TBIR的结晶性是影响共混硫化胶耐疲劳性能的重要因素。当TBIR的含量低于50%时,硫化胶内部的微晶结构随着TBIR用量增大而增加,有利于增强橡胶的耐疲劳性能;但当TBIR的含量超过50%时,共混胶中微晶区的密度过大,无规分子链较少,对屈挠过程的能量耗散作用减弱,疲劳裂纹增长加快,因而硫化胶的耐疲劳性能反而下降。     

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。     

高导热导电CR/NR/碳纤维复合材料性能研究

用气相沉积法对碳纤维表面进行处理,研究了高性能碳纤维(CF)在氯丁橡胶(CR)和天然橡胶(NR)复合材料中的流变性能、加工性能、物理机械性能、导电性、导热性、耐老化性和抗疲劳性等性能。通过电子显微镜(SEM)表征分散效果。结果表明,随着CF用量的增加,橡胶复合材料的硫化时间缩短,抗拉强度提高了18%,抗疲劳性提高了19%;添加3phr CF分散性最好,硫化胶的物理力学性能最佳。CF用量增加,导热性和导电性增强。     

环保型水切割胶粉对天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用环保型水切割胶粉及力化学改性胶粉（MRP）与天然橡胶（NR）复合制备胶粉-NR复合胶,并探讨了胶粉用量对复合胶力学性能和动态性能的影响。通过红外和热失重分析确定了胶粉的主要成分为NR和丁苯橡胶（SBR）,且改性后胶粉大分子链结构未发生明显变化。通过橡胶加工分析仪研究了胶粉用量及改性对复合胶加工性能的影响。采用炭黑分散仪研究并观察了胶粉在NR中的分散情况。结果表明,胶粉改性后与NR的相容性提高,二者界面结合力增大,MRP-NR复合胶加工性能改善。炭黑分散结果表明,胶粉用量越多,其分散性越差,改性后胶粉的分散性提高,MRP-NR复合胶的力学性能最优,拉伸强度为27.9 MPa。     

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。     

杜仲/天然共混硫化胶的结晶与动态力学性能

对杜仲胶(EUG)与天然橡胶(NR)的共混硫化胶在普通硫化体系中的静态力学性能及动态伸张疲劳性能进行了研究。结果表明,含有适量杜仲胶的胶料具有良好的包辊性,混炼胶停放冷却时,胶料挺性较好。掺用杜仲胶的共混硫化胶的拉伸强度、断裂伸长率略有下降,定伸应力、硬度(邵尔A)有所提高,动态压缩生热降低,耐疲劳性能、磨耗性能优异;通过X射线衍射和橡胶加工分析仪分析以及扫描电镜分析,产生这一现象与体系内杜仲胶存在的微晶的变化与作用有关。     

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。     

环烷油对杜仲/天然并用胶性能的影响

研究不同份数环烷油对杜仲(EUG)/天然(NR)并用胶性能的影响。实验通过力学性能、硫化特性来表征胶料的性能。结果表明,随着环烷油的增加,混炼胶的性能得到明显的改善,门尼黏度逐渐下降,硫化胶的力学性能、分散性能、流变性能、磨耗性能、屈挠性能都有显著的提高。通过扫描电镜和橡胶加工分析仪分析,产生这一现象与环烷油的加入使填料分散得更均匀有关。     

尼龙短纤维增强天然橡胶复合材料的性能研究

采用液体橡胶对尼龙纤维进行改性,再用超声对纤维进行处理,将处理后的尼龙短纤维(NSF)和天然橡胶(NR)制成母炼胶,再制得NSF/NR硫化胶复合材料。考察了液体橡胶、超声处理对纤维的改性效果及对NSF/NR硫化胶复合材料的力学性能的影响。实验结果表明:采用端羟基聚丁二烯(CTPB)浸渍,并超声处理7h,纤维与橡胶界面得到改善,提高了相容性,力学性能进一步提高,制得的NSF/NR硫化胶复合材料与未经改性处理的硫化胶复合材料相比,拉伸强度达到24.87MPa,提高了21.67%;断裂伸长率达到1061.190%,提高了17.16%;100%定伸应力达到3.944MPa,提高了30.38%;300%定伸应力达到7.138MPa,提高了13.66%;撕裂强度达到60.830kN/m,提高了5.41%。     

沥青基短切碳纤维表面改性及与纳米填料并用对天然橡胶力学性能的影响

对硝酸(HNO3)改性沥青基短切碳纤维(PCF)及与炭黑(CB)、白炭黑(Silica)协同填充天然橡胶(NR)进行了研究,考察表面改性及并用对PCF表面形貌、石墨化程度和NR力学性能的影响,分析填料与基体的界面相互作用机制。结果表明,HNO3改性后,PCF的表面粗糙度和O/C比显著增加,而石墨化程度有所降低。PCF单独填充NR时不具有增强作用,而与CB或Silica协同填充NR的拉伸强度显著提高,由3MPa分别提高到18.6MPa和23.7MPa;改性后则可达到24.5MPa和24.7MPa。与CB/NR硫化胶相比,PCF-CB/NR硫化胶的拉伸强度略有降低,但改性PCF-CB/NR硫化胶的拉伸强度则提高了25.6%;与Silica/NR硫化胶相比,添加改性前后的碳纤维均使PCF-CB/NR硫化胶的拉伸强度小幅降低。结合不同增强体系的拉伸强度、50%定伸应力和断面形貌SEM照片可以推断出,PCF单独填充NR时,改性前后均与基体的界面粘合较差;对PCF-CB增强体系来说,界面相互作用的提高主要以吸附理论为主,改性后则以机械互锁和吸附理论共同作用为主;对PCF-Silica增强体系,改性前后均以氢键作用为主。     

环烷油对杜仲/天然并用胶性能的影响EI北大核心CSCD

研究不同份数环烷油对杜仲(EUG)/天然(NR)并用胶性能的影响。实验通过力学性能、硫化特性来表征胶料的性能。结果表明,随着环烷油的增加,混炼胶的性能得到明显的改善,门尼黏度逐渐下降,硫化胶的力学性能、分散性能、流变性能、磨耗性能、屈挠性能都有显著的提高。通过扫描电镜和橡胶加工分析仪分析,产生这一现象与环烷油的加入使填料分散得更均匀有关。     

混炼工艺对杜仲/天然并用胶性能的影响

研究不同混炼工艺对杜仲(EUG)/天然(NR)并用胶性能的影响,通过力学性能、硫化特性来表征胶料的性能。结果表明,采用特殊新工艺加工方法,混炼胶的性能得到明显的改善,门尼黏度逐渐下降,硫化胶的物理性能、分散性能、流变性能、磨耗性能、屈挠性能都有显著提高。通过扫描电镜和橡胶加工分析仪分析,产生这一现象与杜仲胶的结晶、基体的连续相以及填料的分散有关。     

混炼工艺对杜仲/天然并用胶性能的影响EI北大核心CSCD

研究不同混炼工艺对杜仲(EUG)/天然(NR)并用胶性能的影响,通过力学性能、硫化特性来表征胶料的性能。结果表明,采用特殊新工艺加工方法,混炼胶的性能得到明显的改善,门尼黏度逐渐下降,硫化胶的物理性能、分散性能、流变性能、磨耗性能、屈挠性能都有显著提高。通过扫描电镜和橡胶加工分析仪分析,产生这一现象与杜仲胶的结晶、基体的连续相以及填料的分散有关。     

电场下天然橡胶与Fe的热硫化粘接

为提高天然橡胶与Fe的粘接性能,在天然橡胶(NR)的硫化过程中施加电场,伴随着熔盐电解,通过硫磺硫化交联反应与电化学反应的共同作用,使NR与金属(Fe)实现以化学键合的良好粘接.依据熔盐电解的电化学作用以及NR硫化的交联反应,探究了粘合机理,描述粘接历程.通过对胶接破坏表面进行扫描电镜观察分析,明晰了NR-Fe粘接界面层的结构特征,并对影响粘合性能以及硫化胶物理机械性能的因素进行了研究分析.结果表明:施加的电场强度、NR硫化胶的导电性对粘合性能作用明显;渗硫剂用量变化不仅对粘合性能影响较大,而且影响NR硫化胶的物理机械性能.     

天然橡胶/反式丁戊橡胶共混物在全钢子午线轮胎胎面胶中的应用

以天然橡胶(NR)为主体材料的全钢子午线轮胎胎面胶耐磨性普遍较差,为了提高耐磨性,并保持良好的综合性能,文中将全反式丁戊橡胶(TBIR)引入全钢子午线轮胎胎面橡胶配方,探讨TBIR部分代替NR对其性能影响。结果表明,随着TBIR含量提高,胎面胶耐磨性能显著提高,滚阻降低;通过原子力显微镜及差示扫描量热分析对胶料结晶性的研究,发现TBIR的并用量不宜过高,否则结晶度过高,对加工性能不利; TBIR并用量在20~30 phr时胶料各项性能最优。为了改善加工性能,讨论了TBIR塑炼对共混胶流变性能及各项物理性能的影响。