PSBR季铵盐的原位反应及杂化弹性体研究

利用吡啶改性丁苯橡胶（PSBR）乳液与正溴丙烷反应后生成PSBR季铵盐,再与铝酸酯、钛酸酯以及活性硅烷醇反应,制得有机－无机杂化弹性体PSBR胶片（PSBR－MnOm)。经与天然橡胶并用,制成复合硫化胶。复合硫化胶的力学性能较好,并具有较高的滞后损耗。其压缩永久变形率与天然橡胶相似。用FTIR、高分辨NMR、DSC和TG等手段对其结果进行了分析,并认为在含有金属的复合硫化胶中可能存在“介稳巨大配合物”,对其物理性能的增强起一定作用。     

硅土/白炭黑复合填料对天然橡胶硫化胶性能的影响

硅土主要是由低温石英和粘土矿物组成的非金属矿物,具有独特的粒片叠置结构。本工作采用经改性处理的硅土与白炭黑并用,测定硅土/白炭黑复合填料对天然橡胶(NR)的硫化特性和力学性能,探讨填料并用对天然橡胶性能的影响。实验结果表明:经改性处理,硅土平均粒径减小,疏水性增强。硅土与白炭黑并用,有利于增强NR硫化初期的流动性,延长焦烧时间而不明显降低硫化速率,能改善橡胶的加工性能。拉伸性能测试结果表明,复合填料与白炭黑或硅土单独使用相比,能显著提高填充NR硫化胶的拉伸强度、定伸应力、交联密度,而不降低橡胶弹性。当硅土占复合填料质量为40%时,NR硫化胶的拉伸强度达到最大。动态机械性能测定结果表明,相比白炭黑,硅土更有利于减小硫化胶的生热和滚动阻力。     

2-巯基苯并咪唑钐配合物在天然橡胶中防老化作用的研究

以2-巯基苯并咪唑为配体,制备了一种新型稀土钐配合物.采用红外光谱、热重分析等方法研究了钐配合物对天然橡胶硫化胶热氧老化过程的影响,探讨了钐配合物对天然橡胶硫化胶防老化作用的机理.红外光谱分析结果表明添加2-巯基苯并咪唑钐配合物的天然橡胶硫化胶经热氧老化后,氧化产物的生成量明显减少.2-巯基苯并咪唑钐配合物对天然橡胶硫...     

硫化天然橡胶的本征自修复与固相回收加工

通过小分子模拟试验和应力松弛,发现甲基丙烯酸铜(MA-Cu)比氯化铜(CuCl_2)更适合用作硫化天然橡胶中二硫键交换反应催化剂,并且硫化天然橡胶中的二硫键交换反应需要在高于120°C的温度下才能高效进行,这保障了相关制品在较低温工作时的结构与性能稳定.进一步的实验结果表明,硫化天然橡胶在MA-Cu辅助作用下获得了多次自修复与固相回收加工性能,损伤自修复后的硫化天然橡胶与固相回收加工的再生硫化天然橡胶,其拉伸强度均可恢复到原始材料强度的80%左右.     

冰点下降法研究交联网络结构对天然橡胶力学性能的影响

通过溶胀硫化胶的溶剂冰点下降法研究了3种不同促进剂体系天然橡胶硫化胶交联网络结构对力学性能的影响.交联密度研究表明,加入TU或STU硫化胶的交联密度与单独使用CZ促进剂硫化胶的基本一致.溶胀硫化胶溶剂冰点DSC研究结果发现,添加了STU硫化胶的溶剂冰点下降幅度最小,而溶剂冰点下降峰的半峰宽(FWHM)值最大,表明了STU的加入有利于在硫化胶中形成了一个网格尺寸较大和更加不均匀交联键分布的结构.同时,XRD结果表明所有硫化胶的应变诱导结晶总结晶指数相同,即可以忽略其对力学性能的影响.力学性能结果表明添加了STU硫化胶的拉伸强度和断裂伸长达到了最大值,这主要是因为在外力作用下,较大网格尺寸和交联键稀疏区域有利于应力松弛,分散了应力集中,使得橡胶分子链和交联键稠密区的结晶束得到有效取向和松弛,提高了STU硫化胶的拉伸强度和断裂伸长.     

对苯乙烯磺酸钠改性炭黑对天然橡胶胶乳力学性能的影响

在Haake转矩流变仪的热机械作用下,用对苯乙烯磺酸钠(NASS)对炭黑进行预处理,制备了在水介质中具有优异的分散稳定性的亲水性纳米炭黑粒子(PNASS-CB),并将其直接用于天然橡胶胶乳的补强研究.1HNMR和FT-IR结果表明NASS在炭黑表面成功聚合包覆,用热重分析方法计算其包覆率为8.1 wt%,接枝率为2.5 wt%.亲水性炭黑的表面自由能降低,同时,Payne效应和结合胶含量表明亲水性炭黑粒子与橡胶的相互作用强于亲水性炭黑粒子之间的相互作用.因此,亲水性炭黑/天然橡胶胶乳复合材料的硫化时间变短,转化速度加快,硫化胶的撕裂强度提高了85%,拉伸强度提高了30%,断裂伸长率提高了20%.     

相容剂对氯丁橡胶/天然橡胶并用胶性能的影响

本研究利用氯化丁基橡胶和腰果酚作为氯丁橡胶(CR)/天然橡胶(NR)并用胶的相容剂,将其按照一定比例在混炼过程中加入得到CR/NR混炼胶.CR/NR混炼胶在160℃下根据最佳硫化时间硫化得到并用胶.通过橡胶加工分析仪(RPA)研究发现腰果酚的加入,降低了CR/NR混炼胶的储能模量并且降低正硫化时间,提高了CR/NR混炼...     

TBIR应用于航空胎侧胶的热氧老化性能

研究了反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)应用于航空轮胎胎侧胶[天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)/TBIR]的耐热氧老化性能. 结果表明, 与NR/BR硫化胶相比, 10~20份质量的TBIR取代BR后, NR/BR/TBIR硫化胶的交联密度明显提高, 压缩温升降低2.2~3.4 ℃, 耐屈挠疲劳性能提高约100%, 填料分散性改善, 填料团聚体体尺寸减小, 拉伸性能基本不变. 随热氧老化时间延长, 硫化胶的交联密度先增加后降低, 并用TBIR的硫化胶交联密度在老化48 h后趋于平缓. 与NR/BR相比, 老化后的NR/BR/TBIR硫化胶生热最低, 耐屈挠疲劳性最高.     

半胱氨酸镧对天然橡胶硫化性能的影响

以LaCl₃和半胱氨酸为原料,采用复分解法合成了新型环保促进剂半胱氨酸镧(La-Cys),研究其对天然橡胶(NR)的硫化特性和力学性能的影响。采用元素分析、热分析和FT-IR分析等表征方法对产物进行表征并确定其分子式为La(C₃H₇NO₂S)₃Cl₃·3H₂O。利用无转子硫化仪、平衡溶胀法和万能试验机测试La-Cys对天然橡胶的硫化特性、交联密度和物理力学性能的影响。结果表明：促进剂La-Cys添加后,天然橡胶的物理力学性能得到有效地改善。此外,当La-Cys的添加量为1 phr时,对天然橡胶的硫化促进作用达到最佳,并且能够有效延长焦烧时间,保证胶料的加工安全性。通过进一步的动力学计算发现,随着La-Cys添加量的增加,交联前驱体的反应活性增加,活化能降低。     

沥滤法制备低蛋白天然橡胶的硫化动力学研究

鉴于离心法制备低蛋白天然橡胶需要繁重设备和繁琐的工艺,本研究拟采用碱性蛋白酶处理天然胶乳,然后多次沥滤配合绉片的方法制备低蛋白天然橡胶。对比沥滤法低蛋白天然橡胶与离心法低蛋白天然橡胶的交联密度、力学性能和硫化特性参数。结果表明,沥滤法低蛋白天然橡胶的交联密度高,拉伸强度大,硫化速率快,硫化反应活化能低。     

机械剪切对天然橡胶分子量及其性能的影响

通过机械剪切力作用改变天然橡胶(SCRWF)的分子量及其分布,采用凝胶渗透色谱法测试发现,SCRWF在处理后的相对分子量和分布的变化明显,比较分析不同胶样塑性初值(P_0)、塑性保持率(PRI)、门尼粘度和应力松弛时间等生胶性能,对硫化胶的热稳定性、力学性能,及加工性能进行分析。结果表明,随着机械剪切力作用增加,天然橡胶分子量减小,其单峰趋势明显,生胶质量受其影响变化较大,对热稳定性有影响,且硫化胶的力学性能下降。RPA分析表明,在应变扫描中,随着应变的增加,机械剪切力作用增加的胶样的损耗因子(tanδ)线性增加而弹性模量(G′)线性减小;频率扫描中,随着频率增加,机械剪切力作用增加的胶样损耗因子(tanδ)线性减小而弹性模量(G′)线性增加。     

硼酰化钴在橡胶与镀锌钢丝粘合中的应用研究

研究硼酰化钴的用量变化对丁苯橡胶／天然橡胶与镀锌钢丝粘合的影响,通过表面分析对其粘合机理进行了研究。研究表明：硼酰化钴对丁苯橡胶／天然橡胶与镀锌钢丝粘合的粘合增强作用十分明显。硼酰化钴添加2phr左右,粘合性能最佳,同时硫化胶的物理性能得到改善。X-射线光电子能谱分析表明,粘合物镀锌钢丝界面中存在ZnO、ZnS、CoS2,说明粘合时发生了Zn的硫化反应,硼酰化钴中的钴向钢丝表面迁移,继而在锌层中扩散,提高了ZnO和ZnS晶格的缺陷浓度,这两种行为的共同作用,使橡胶与镀锌钢丝的粘合强度显著提高。     

异戊橡胶微观序列结构与结晶性能研究

天然橡胶特有的应变诱导结晶能力赋予其优异的力学性能.异戊橡胶作为唯一能够替代天然橡胶的合成橡胶品种,其应变诱导结晶能力受到关注.本文对3种异戊橡胶的微观序列结构进行了分析,并研究了其结晶性能.核磁分析结果表明:3种异戊橡胶的顺-1,4-结构含量差别不大;从1,4-结构单元的键接方式(序列结构)看,SKI-5和YS-IR分子链中顺-1,4-结构单元均以头-尾相接的方式沿分子链排列,不存在头-头键和尾-尾键接方式;SKI-3中约有0.4%~0.5%的1,4-单元采取头-头键接方式,约有0.3%~0.6%的1,4-单元采取尾-尾键接方式;根据定量计算结果,从分子链上1,4-结构单元的序列分布来看,SKI-3的规整性与SKI-5、YS-IR相近或略高.XRD研究结果表明:炭黑填充的天然橡胶硫化胶拉伸至400%以上时发生取向结晶;而炭黑填充的异戊橡胶硫化胶需拉伸至500%以上时才发生取向结晶.基本物理机械性能研究表明:3种异戊橡胶的性能相当,拉伸强度和撕裂强度明显低于天然橡胶;由于结构和组成上的差异,异戊橡胶的结晶能力较天然橡胶差.     

杜仲胶研究新进展

本文从和天然橡胶对比开始,对杜仲胶作了简要介绍;根据杜仲胶链结构的三大特征:双键,柔性及反式链结构,及其在橡胶一塑料材料谱中的特殊位置,对杜仲胶结构与性能的关系进行了讨论,作者指出:由于杜仲胶硫化过程三阶段特征的揭示,而通过与橡胶,塑料进行多途径共混,又可获得广性能的材料,从而使杜仲胶研究进入材料工程学新阶段。文中用图示描述了杜仲胶硫化弹性网络的非无规线团模型,并指出:其弹性来自分布于整个网络中各交联点的备向同性构象记忆。     

柠檬酸镧的合成及其对SBR橡胶硫化性能的影响

以氯化镧和柠檬酸为原料,合成柠檬酸镧,探究反应条件对柠檬酸镧产率的影响,得到反应体系p H值4~5之间,柠檬酸与氯化镧的摩尔比1.2∶1,反应体系温度50℃为较优的反应条件。并将合成的柠檬酸镧添加到SBR混炼胶中,研究其对混炼胶的硫化特性和硫化胶物理机械性能的影响;结果表明,添加2.5%的柠檬酸镧可使混炼胶的硫化速率t90达到943 s,比未添加柠檬酸镧的快了31 s,当添加量为7.5%时硫化胶的物理机械性能达到最佳,比未添加相比提高了将近50%。通过红外光谱表征产物结构,并采用硫化仪、万能试验机对混炼胶进行硫化性能及物理机械性能测试,研究结果表明,柠檬酸镧可提高混炼胶的硫化性能、硫化胶物理机械性能及抗硫化还原性。因此,柠檬酸镧可以作为SBR橡胶硫化剂的一种补充。     

热可逆共价交联氯化聚乙烯的制备和性能

以双环戊二烯二羧酸钾 [DCPD(COOK) 2 ]为交联剂 ,通过共混反应法制得了共价交联的氯化聚乙烯(CPE)热塑性弹性体 (TPE) ,研究了共混反应条件 (温度、时间及交联剂用量等 )对TPE物性的影响 .反应溶解性和IR测定数据证明 ,DCPD(COOK) 2 与CPE分子链上的活性氯反应形成共价酯键而交联 ;物性测定数据表明 ,交联CPE的主要力学性能接近CPE常规硫化胶 ,不同的是该交联聚合物具备可塑性 ,经反复加工三次后 ,其力学性能还略有提高     

尼龙短纤维/白炭黑填充天然橡胶的流变与动态力学行为

以尼龙短纤维(NSF)增强天然橡胶(NR)混炼胶为研究体系,以马来酸酐接枝天然橡胶(MNR)为增容剂,考察增容剂、NSF含量对NR/NSF母胶动态流变行为的影响;将NR/NSF母胶加入30份白炭黑(Si O2)填充NR混炼胶中,对比研究NR/NSF、NR/NSF/Si O2混炼胶的线性与非线性流变行为及动态力学行为,采用修正的两相模型分析"粒子相"的增强作用,探讨硫化胶储能模量E'和损耗因子tanδ的变化.结果表明,MNR影响NSF在基体中的分散性和NSF/NR混炼胶的动态流变行为;高填充Si O2和少量NSF之间存在协同增强作用,使NR/NSF/Si O2混炼胶的补强因子和应变放大因子均高于NR/NSF混炼胶,显著增加"粒子相"的黏性与弹性贡献,限制"粒子相"的松弛;硫化胶的E'和tanδ峰值随NSF体积分数增加分别升高和降低.     

层状复合氢氧化物的制备改性及其对热塑性硫化胶的阻燃作用

用氩载氨气泡膜限域共沉淀反应合成了层状复合氢氧化物(LDH)及其硬脂酸改性样品,与热塑性硫化胶Santoprene熔炼制成LDH/Santoprene复合材料,在EDS、XRD、IR和N2吸解表征的基础上,对LDH-Santoprene复合物的机械性能及燃烧性能进行了测试评价.结果表明所用合成方法能够实现小尺寸LDH微晶的快速合成与表面改性,微晶粒度及表面性能明显改观;改性样品对Santoprene有更好的复合效果和明显的阻燃作用.     

二维相关红外光谱法及标准线性固态模型对天然橡胶热氧老化机理的研究

对天然橡胶复合材料进行了不同时间下的热氧加速老化实验并分析其老化机理.采用红外测试研究天然橡胶在热氧老化过程中可能的基团变化规律,同时对不同老化时间下的红外结果进行二维相关分析,发现老化产物的生成速率依次为酯过氧化物醚;核磁交联密度测试表明总交联密度(XLD)与网链分子量(Mc)及横向弛豫时间(T2)有很好的对应关系,XLD随着老化时间的增加而增加,即天然橡胶热氧老化过程中交联反应占主导地位;示差扫描量热(DSC)测试发现,随着老化时间的增加,玻璃化转变温度(Tg)升高,玻璃化转变区变宽,表明交联反应占主导地位,与核磁交联密度测试结果一致.通过对天然橡胶进行压缩应力松弛实验,采用修正的标准线性固态模型(SLS模型)进行拟合分析,发现在短时热氧老化过程中,老化以氧化和交联反应为主,与核磁交联密度及DSC实验结果一致.     

TBIR改性BIIR/NR共混物的结构与性能

研究了新型合成橡胶——高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)对全钢轮胎气密层并用橡胶——溴化丁基橡胶(BIIR)/天然橡胶(NR)(质量比70/30)的改性作用,探讨了BIIR/NR/TBIR共混物的交联密度、填料分散性及力学性能,特别是并用硫化胶的气密性及屈挠疲劳性能等.结果表明,与无定型的BIIR和NR相比,结晶性TBIR的引入提高了炭黑填充的BIIR/NR/TBIR混炼胶的强度和模量,且随着TBIR用量的增大,混炼胶中TBIR的结晶熔融峰更明显,混炼胶的强度与模量显著提高.硫化特性结果表明,随着TBIR用量的增大,BIIR/NR/TBIR共混物的硫化速率略有提高,交联密度略有降低;TBIR用量为10~30份(生胶总质量的10%~30%)时,BIIR/NR/TBIR硫化胶在机械性能基本保持不变的情况下,耐热氧老化性能提高10%以上,耐一级屈挠疲劳性能提升2~5倍,气密性提高17%.炭黑分散结果表明,经过动态疲劳实验BIIR/NR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径增大至11.5μm,明显大于BIIR/NR/TBIR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径.对含TBIR硫化胶在周期性应力应变过程中的结构演变及对耐疲劳裂纹引发性能的影响机制进行了探讨,结果表明,TBIR可改性BIIR或者BIIR/NR制备高抗裂口引发的全钢轮胎气密层材料.