环保型乳聚丁苯橡胶的研发进展

介绍了国内外关于乳聚丁苯橡胶的欧盟REACH法规、轮胎燃料标签法和美国国家燃油效率政策等环保法规;概述了乳聚丁苯橡胶的结构特征,进而说明了橡胶填充油对乳聚丁苯橡胶的作用及环保机理;详细介绍了引发剂、终止剂、硫化促进剂和防老剂等助剂的作用及其环保化的研发进展,并阐述了橡胶填充油的种类及其研发进展;综述了环保型乳聚丁苯橡胶产品的基本牌号及研发现状,并从助剂、填充油和橡胶产品等方面对环保型乳聚丁苯橡胶的发展提出了建议。     

高耐磨低生热NBR/TBIR复合材料的结构与性能

采用高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)对丁腈橡胶(NBR)进行改性, 制备了高耐磨、 低生热输送轮用白炭黑填充的NBR/TBIR橡胶纳米复合材料. 研究了NBR/TBIR橡胶纳米复合材料的交联密度、 物理力学性能及填料分散性, 探讨了材料的结构对性能的影响. 研究结果表明, 与纯NBR相比, NBR/TBIR橡胶纳米复合材料的硫化速率和交联密度随TBIR用量的增加而增大; 在保持NBR硫化胶基本力学性能、 耐老化性能和耐溶剂性能基本不变的前提下, TBIR的加入使NBR/TBIR硫化胶的耐磨性提高15%, 动态压缩生热降低5%, 动态压缩永久变形降低22%, 白炭黑分散水平提高; 与丁腈橡胶/顺丁橡胶[NBR/BR(80/20), 质量份数比]硫化胶相比, NBR/TBIR(80/20, 质量份数比)硫化胶具有更低的动态压缩生热和动态压缩永久变形及更好的填料分散性.     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

本文研究了硅烷偶联剂原位改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶(SSBR)性能的影响,结果表明,通过哈克转矩流变仪对含有偶联剂的SSBR/白炭黑混炼胶进行原位热处理后可明显减弱混炼胶的Payne效应,改善白炭黑在橡胶基体中的分散.原位热处理方法能够明显提高硫化胶的300%定伸应力,降低动态压缩温升,同时可使硫化胶在0℃附近具有较高的损耗因子(tanδ),60℃附近具有较低的tanδ.对不同聚合方式得到的丁苯橡胶,即溶聚丁苯橡胶与乳聚丁苯橡胶(ESBR)/白炭黑复合材料的力学性能及动态力学性能进行了研究,结果表明,白炭黑在SSBR2305中分散效果优于在ESBR1502中;采用偶联剂原位改性白炭黑可以使SSBR2305硫化胶获得与ESBR1502硫化胶相当的物理机械性能,更理想的动态力学性能,从而得到力学性能、抗湿滑性、滚动阻力及耐磨性更加均衡的理想轮胎材料.通过对具有不同偶联效率的SSBR/白炭黑体系的微观结构与性能研究发现,随偶联效率的增加,其结合橡胶含量增加,Payne效应减弱;高偶联效率的S-SBR具有较低的动态压缩温升及较好的耐磨性.     

不同链化学结构丁苯橡胶与天然橡胶混容性研究

选择了三种丁苯橡胶 (SBR)———乳聚丁苯胶 (ESBR)、溶聚丁苯C(SSBR (C) )及溶聚丁苯B(SSBR(B) ) ,用红外光谱 (FTIR)分析了它们的链化学结构 .同时 ,用动态力学谱 (DMA)和示差扫描量热谱 (DSC)研究了这三种SBR与天然橡胶 (NR)的混容性 .结果表明 ,SSBR(B)与NR具有很好的混容性 .三种SBR与NR混容性的差别 ,与SBR链化学结构不同有关     

木质素补强乳聚丁苯橡胶研究进展

阐述了木质素补强乳聚丁苯橡胶的原理及方法,原理包括木质素可与橡胶发生接枝反应、木质素可与橡胶形成芳香氢键、木质素与金属离子形成木质素-金属螯合物,补强方法包括混炼工艺、共沉工艺等;综述了木质素补强乳聚丁苯橡胶的国内外研究进展,木质素可以很好地改善橡胶的物理力学性能,如提高胶料的硬度、拉伸强度、拉断伸长率、300%定伸应力、撕裂强度和耐热老化等性能。最后,对木质素在橡胶工业中的应用做了展望。     

橡胶动态生热数值模拟与实验研究

为提高橡胶动态生热数值模拟的计算精度,基于时温等效原理给出了一种同时考虑温度和应变率来确定拉伸测试条件的方法,它可同时满足设备测试条件和制品使用工况.此外,为获得更准确的超弹性本构方程参数,采用了一种用应力松弛实验得到橡胶完全松弛状态下的一组应力来拟合黏弹性算法中超弹性部分的方法 .采用上述测试方法并借助ABAQUS软件建立橡胶圆柱的动态生热有限元模型,在考虑温度、应变率和动应变幅值对橡胶力学性能影响的基础上,本研究用基于损耗角正切和超弹性模型的生热计算方法和基于频域Prony级数的黏弹性生热计算方法分别计算了橡胶圆柱的压缩生热.结果表明,2种方法计算的温升均与压缩生热实验结果吻合较好,但黏弹性算法精度更高,预测的升温历程与实验结果吻合很好,更好地描述了橡胶滞后生热现象,从而验证了本文提出的确定材料测试条件方法的正确性.     

改性木薯淀粉/橡胶复合材料的制备及性能研究

以木薯淀粉、马来酸酐、苯乙烯为原料,过硫酸钾为引发剂,通过溶液共聚合成了一系列苯乙烯改性淀粉树脂(SMS)。然后将改性淀粉同丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)进行混炼、硫化模压成型,制得苯乙烯改性淀粉/丁苯橡胶/天然橡胶复合材料。采用红外光谱(IR)对苯乙烯改性淀粉接枝共聚物进行了结构表征。通过拉伸性能测试考察了不同苯乙烯含量的木薯淀粉接枝产物对丁苯橡胶/天然橡胶的力学性能的影响。结果表明,淀粉改性后,随着苯乙烯含量的增多,所得复合橡胶的拉伸强度与邵氏硬度均呈现先增加后降低的趋势。当苯乙烯用量为15%时所制得的苯乙烯改性淀粉/丁苯橡胶/天然橡胶复合材料的拉伸强度与邵氏硬度最大且优于未改性淀粉复合材料,其拉伸强度为2.0MPa,邵氏硬度为25.8HD。     

纳米二氧化硅负载型橡胶助剂的制备及其应用

橡胶助剂在使用过程中易发生迁移、挥发,造成喷霜,从而带来环境污染,这是传统橡胶助剂长期存在的普遍问题.通过在纳米二氧化硅表面负载传统小分子助剂可有效改善喷霜问题,同时有利于橡胶物理机械性能的提高.本文中我们通过调整制备工艺条件,将N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)接枝到纳米二氧化硅表面,制备了DNS-CZ系列负载型橡胶助剂,并研究了负载型橡胶助剂对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)体系硫化性能和物理机械性能的影响.     

硅表面活性剂增强的双网络耐高温多孔有机硅弹性体

采用聚醚改性三硅氧烷表面活性剂、 丙烯酸酯改性硅油和水3种组分制备了稳定的油包水(W/O)乳液, 经酸碱催化水解、 紫外引发聚合和干燥除水过程得到了双网络多孔有机硅弹性体. 扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明, 所制备的有机硅弹性体具有丰富的孔径结构分布. 压缩强度测试结果表明, 弹性体具备良好的耐压缩性能, 45%压缩应变下循环50次, 仍具备良好的回弹性能. 有机硅弹性体具有优异的耐高温性能, 分解温度为370 ℃, 高于绝大多数多孔有机硅弹性体材料的分解温度. 丙烯酸酯改性硅油的制备工艺成熟、 廉价易得, 显著降低了多孔有机硅弹性体的生产成本, 为规模性开发有机硅材料提供了新的思路和应用前景.     

苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元集成橡胶的合成、表征及性能研究

以正丁基锂为引发剂、环己烷-己烷混合溶剂为溶剂,采用二元结构调节剂,对S-SIBR(溶液苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物)三元共聚进行了研究,考察了不同单体含量,以及苯乙烯微嵌段含量对SIBR性能的影响.在500 L全流程中试装置中采用湿法充油技术批量制备了充油型集成橡胶,对充油集成橡胶的结构、性能以及在轮胎中的应用进行了研究.结果表明,充油型SIBR的混炼行为、硫化速度、机械性能、滚动损失及抗湿滑性能均较优异,机械性能完全符合轮胎胎面胶的性能要求,并且具有优异的抗湿滑性和滚动阻力,是一种理想的轮胎胎面材料.     

两种不同粒径的SBR粒子对透明ABS树脂力学性能影响

从SBR橡胶粒子出发,采用乳液原位悬浮聚合方法合成了一系列透明ABS树脂.采用小粒径SBR橡胶粒子虽然可以获得透明性良好的透明ABS树脂,但树脂的抗冲性能较差.采用大粒径SBR橡胶粒子ABS树脂的透明性明显下降.采用由粒径分别为400nm和70nm两种SBR橡胶粒子所组成的双峰粒子(指粒度分布谱上有两个峰)体系,当二者比例在4/6~6/4范围内,总橡胶粒子含量为15%~18%时,所得到的透明ABS树脂冲击强度已经达到90~120J/m,透光率超过80%.初步探讨了不同增韧体系的ABS树脂的脆韧转变关系;研究了不同粒径橡胶粒子的协同增韧效应.确定了由SBR双峰粒子增韧体系获得具有良好力学和透光性能的ABS树脂的基本条件.     

线性低密度聚乙烯/橡胶共混体系的相容性研究

本文用FTIR-ATR方法考察了线性低密度聚乙烯与天然橡胶(NR)及丁苯橡胶(SBR)两个共混体系,发现NR的835cm~(-1)和SBR的964cm~(-1)两个吸收峰因与聚乙烯共混而增高变窄,说明聚乙烯的非晶链段和橡胶分子之间存在一定程度的相互作用。     

多因素耦合作用下丁腈橡胶的老化行为和机理研究

采用加速老化试验研究了丁腈橡胶在温度、介质环境和压缩形变3种不同因素耦合下的老化行为.通过表征分析压缩永久形变率、官能团、热稳定性、交联密度、玻璃化转变温度及微观形貌等的变化,评价了老化前后试样宏观性能和微观结构的变化.老化过程中,同时存在增塑剂挥发、后交联、油介质扩散以及试样表面氰基的部分水解反应.全反射红外(ATR-FTIR)结果表明,热空气条件下,高温老化过程中增塑剂挥发明显;而油介质的存在抑制了试样表面残存水分的挥发,进而发生氰基水解反应;压缩产生的试样侧表面拉应力可进一步促进表面氰基的水解.热失重(TGA)结果表明,相较于热空气,油介质老化中存在增塑剂挥发和介质扩散的相互竞争效应.压缩永久形变率、交联密度和玻璃化转变温度结果表明,与热空气老化相比,油介质明显抑制了橡胶的后交联反应,而压缩可能对后交联有促进作用.所有试验条件下的老化均以后交联为主导,未观察到明显的断链或降解.     

多元醇对对苯二异氰酸酯基聚氨酯微孔弹性体的形态与性能影响

以对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,4-丁二醇、水、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMEG)和氢化端羟基丁二烯多元醇(HLBH)为原料,采用两步法制备出聚氨酯微孔弹性体样品。通过傅里叶变换衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)、动态机械分析(DMA)、差示扫描量热仪(DSC)、万能材料试验机等技术手段对样品的微相分离、耐低温性能、动态生热进行了系统表征。结果表明,两种多元醇结构对泡孔尺寸影响不大,微孔尺寸在100~300μm之间,其中以150μm尺寸左右的泡孔居多;HLBH制备的聚氨酯微孔弹性体硬段形成的氢键数量多于PTMEG制备的微孔弹性体,具有更好的微相分离;由于较好的微相分离结构,HLBH样品在-30~150℃具有很宽的模量平台区,而PTMEG样品受软段的低温结晶影响,在0℃以下模量急剧上升,HLBH样品低温下的刚度变化优于PTMEG样品;同时HLBH样品的滞后生热亦小于PTMEG样品,具有更好的动态疲劳性能。     

SO42-/ZrO2的制备工艺对催化橡胶籽油裂解油酯化的影响

以SO₄^2-/ZrO₂为催化剂对橡胶籽油裂解油进行甲酯化。研究了锆源、焙烧温度及焙烧时间对催化剂活性的影响,分别采用氨气吸附程序升温脱附(NH₃-TPD)和吡啶红外(Py-IR)对固体酸SO₄^2-/ZrO₂的酸性和酸型进行分析。实验结果表明,以ZrOCl₂为锆源,550℃焙烧4 h所得固体酸SO₄^2-/ZrO₂的催化活性最好,性能较稳定。对酯化产物的组成及性能进行了考察,结果表明,酯化产物的各项性能均优于传统工艺制备的生物燃油,且与0^#柴油相近。     

熔融纺丝-拉伸法制备PVDF中空纤维膜及其油-水分离性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物, 聚全氟乙丙烯(FEP)为添加剂, 聚乙二醇(PEG)和氯化钙(CaCl₂)为复合成孔剂, 采用熔融纺丝-拉伸法制备了PVDF中空纤维膜. 在制膜过程中未使用其它溶剂和稀释剂, 实现了制膜过程的相对绿色化. 分析和讨论了拉伸比对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响, 测试了纤维膜的孔径分布、 力学性能和油-水分离性能等. 结果表明, 进行拉伸后处理的膜的孔径分布较窄, 在油包水乳液分离测试中, 分离效率均在97%以上, 表现出良好的油-水分离效果.     

杜仲胶改性高聚物的研究进展

介绍了杜仲胶结构、性能特点、来源以及弹性体的应用研究现状。杜仲胶的结构主要是反式1,4聚异戊二烯,为具有结晶性的有序柔性链;具有耐老化性能好、生热低、耐磨及耐疲劳性能好,结晶状态下具有形状记忆功能等性能特点。其来源主要包括天然提取和人工合成。论文综述了杜仲胶改性塑料及杜仲胶改性沥青、极性与非极性橡胶以及制备记忆材料的性能的研究进展,重点阐述了杜仲胶与极性橡胶与非极性橡胶共混研究。同时,展望了杜仲胶在工业领域的应用。     

天然橡胶/稀土顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能

研究了三种丁二烯结构单元含量和门尼粘度不同的反式丁戊橡胶(TBIR)改性天然橡胶/稀土顺丁橡胶(NR/Nd-BR)并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能。结果表明,相比NR/Nd-BR(50/50)并用混炼胶,NR/Nd-BR/TBIR(45/45/10)并用混炼胶的Payne效应明显降低,填料网络结构明显削弱。填料分散度仪表明TBIR明显改善了炭黑在NR/Nd-BR并用橡胶基体中的分散,动态热机械性能分析仪(DMA)表明TBIR明显改善了NR与Nd-BR之间的相容性。NR和Nd-BR相容性的改善以及炭黑在橡胶基体中分散性的改善致使含TBIR的缺气保用轮胎胎侧支撑胶在力学强度基本不变的前提下,耐疲劳性能明显提高,滚动阻力和压缩生热降低。     

适用于稀土离子提取的微乳液的制备及其提取条件初探

研究了由表面活性剂、油性溶剂及盐酸水溶液制备的油包水 (W/O)型微乳液对稀土离子RE3 +从料液相 (水相 )提取到微乳相中的行为 ,初步考察了表面活性剂浓度、水乳比、温度及载体浓度对提取率的影响 ,从而确定了适于稀土离子提取的微乳体系及提取条件。     

表面改性SiO2对SSBR/BR绿色轮胎胎面胶结构与性能的影响

采用4种含不同官能基团修饰剂改性的二氧化硅SiO₂增强溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)共混体系, 制备了SSBR/BR/SiO₂橡胶纳米复合材料, 研究了其结构与性能. 结果表明, 在混炼胶体系中, 与未改性SiO₂填充的SSBR/BR相比, 改性SiO₂填充的SSBR/BR门尼黏度及结合橡胶含量显著增大, 表明填料-橡胶相互作用显著提高; 硫化焦烧时间缩短60%, 硫化速度增大了35%~40%. 在硫化胶体系中改性SiO₂填充的SSBR/BR具有更大的交联密度, 填料分散性明显改善, 同时也表现出更为优异的物理机械性能, 100%和300%定伸模量提高47%以上, 旋转滚筒式磨耗机法(DIN)磨耗降低5%~12%, 生热降低了约7%~13%, 热空气老化性能提升4%~22%, 代表滚动阻力的tanδ在60 ℃降低8%~13%. 此外, 与SSBR/BR/1165MP硫化胶相比, 用90 mmol/kg氨基改性SiO₂填充的SSBR/BR硫化胶的抗湿滑性能提高6.9%, 表现出最优的综合性能. 填料的良好分散及填料与聚合物的相互作用增强对于提高SSBR/BR/SiO₂胎面胶综合力学性能具有重要意义.