从静态应力松弛实验求材料准松弛时间谱的一种数值计算方法

避开繁琐困难的函数求解过程，采用数值计算方法，从常规的静态应力松弛实验，直接求被测材料的松弛单元的表现松弛强度．主松弛时间τ０由单－ＭＡＸＷＥＬＬ模型求得，其他松弛时间分别约取为１０（－２）·τ０，１０（－１）·τ０，１０１·τ０，１０３·τ０。应力松弛万程取５参数模型，记为谱的强度ａｉ（或Ａｉ）通过多元线性回归，由最小二乘法确定．对一种天然橡胶试样在不同温度下的松弛曲线进行处理，回归值与原始实验值吻合良好，不同温度下的松弛单元对总松弛的贡献，反映出温度对松弛过程的活化作用．     

硫化环氧天然橡胶的热分析

环氧化天然橡胶;热重分析;动力学;硫化环氧天然橡胶的热分析     

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。     

不同硫化体系天然橡胶复合材料力学性能的影响

研究了不同硫化体系对炭黑填充天然橡胶力学性能的影响。结果表明,以N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺(NOBS)为主促进剂的四种硫化体系中,半有效硫化体系硫化的橡胶的综合性能最好。在以N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(CBS)+2-硫醇基苯骈噻唑(M)为促进剂的四种硫化体系中,用普通硫化体系(CV)硫化得到的碳黑/天然橡胶的综合性能最优。本文还研究了不同硫化体系对炭黑/碳纳米管填充天然橡胶力学性能的影响,结果表明,普通硫化体系(CV)硫化得到的碳纳米管/碳黑/天然橡胶的综合性能最优。     

尼龙1010应力松弛行为研究

尼龙1010样品在初始应变为1%、2.8%和5.1%的条件下,在不同的恒温环境中分别进行不少于10 h的应力松弛实验,得到20~80℃范围的应力松弛曲线.研究了不同应力、温度下的应力松弛速率、松弛过程的残余应力、活化体积以及相关参数的数学关系.结果表明,尼龙样品在松弛过程中存在一定的形变残余应力,体系存在恒定的长时模量.不同初始应变的尼龙样品松弛过程表现出相似的规律,当松弛速率-d(σ/σ0)/dlnt达到最大值后,在一段时间内聚合物内部活化单元发生松弛,-dσ/dt与作用于样品的有效应力σ*为指数关系.随着松弛过程的进行,应力减小到一定程度后,活化体积V逐渐增加,此时独立的活化单元运动受到限制,聚合物内部依靠多个活化单元的协同运动将内应力逐渐松弛,应力辅助功Vσ*为常数,-dσ/dt与σ*满足幂律关系,幂指数为σ*V/(k T).     

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。     

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.     

环氧化天然橡胶的研究进展

天然橡胶(NR)作为一种植物合成的可再生资源,与由石油生产的合成橡胶相比,更能满足当今世界普遍追求可持续发展的需要。NR的环氧化改性具有操作简单、方法经济、反应可在水相中进行的特点,制备得到的环氧化天然橡胶(ENR)具有良好的相容性、抗湿滑性、低的滚动阻力、耐油性和气密性等特点,在轮胎工业、胶粘剂和新型复合材料等领域中有着广泛的应用前景。本文对近年来ENR制备和表征方法、ENR与白炭黑之间的相互作用、ENR的硫化及其在轮胎胶料中的应用等方面的最新进展进行了综述,并对今后的研究方向提出了建议。     

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。     

分数Maxwell模型应用于PTFE松弛模量的研究

用分数Maxwell模型对聚合物PTFE(Polytetrafluoethylene)的应力松弛过程进行了研究. 分数Maxwell模型的渐近行为是确定其参数的基本依据, 但根据实验数据确定的松弛时间与渐近解成立的条件并不自恰. 通过适当选定松弛时间, 利用起始时段的实验数据确定初始松弛指数和松弛模量, 并适当优化末端松弛指数, 分数Maxwell模型可以对粘弹性应力松弛过程给出非常好的描述.     

天然微晶纤维素晶须补强天然橡胶的研究

采用硫酸酸解天然微晶纤维素(microcrystalline cellulose,简称MCC)制备纳米微晶纤维素晶须(cellulosewhisker,简称CW),加入天然橡胶胶乳共沉后混炼硫化.结果表明,CW对天然橡胶具有明显的补强作用,经间苯二酚(R)与六亚甲基四胺(H)改性后,NR/RH-CW复合材料的模量、断裂伸长率和撕裂强度都进一步改善.热空气(100℃,72 h)老化后,NR/RH-CW复合材料的力学性能明显优于纯NR,其拉伸强度由28.54 MPa下降至21.78 MPa,变化率缩小至23.7%;断裂伸长率由594%下降至493%,变化率缩小至17.0%,而纯NR的拉伸强度由22.0 MPa下降至2.4 MPa,变化率为89.1%;断裂伸长率由579%下降至168%,变化率为71.0%.扫描电镜分析表明,RH-CW与NR基体的界面相容性较CW改善.热重分析表明,CW的加入使NR的5%失重温度降低,但残重增加,微分曲线在520℃处出现了一个小峰,RH-CW的加入,使该峰变大,残重进一步增加.     

环氧天然橡胶接枝高分散白炭黑增强天然橡胶复合材料的制备及表征

基于白炭黑表面硅羟基与环氧基团的可反应性,利用Haake流变仪的高温高剪切作用,在170℃下,实现了环氧天然橡胶(ENR)对白炭黑的固态原位接枝,制备出一种高分散疏水型白炭黑.探讨了白炭黑和ENR的反应配比对增强性能的影响,确定合适的反应比例为3∶1.FTIR、TGA和TEM的分析结果证实了ENR被接枝到白炭黑表面上.对比研究了接枝前、后白炭黑对增强天然橡胶(NR)复合材料性能的影响,测试结果表明接枝白炭黑在天然橡胶中具有良好的分散性并能明显改善对天然橡胶的增强效果;接枝于白炭黑表面上的环氧天然橡胶分子玻璃化转变向高温偏移,使该复合材料在常温下具备优异力学性能的同时也体现出了高动态滞后的特点.     

天然橡胶/聚乙烯共混体相容性的研究

本工作首先对橡胶/聚乙烯共混体系的相容性进行了计算,推测聚乙烯的非晶部分和橡胶间有一定的互容性,提出了橡胶和聚乙烯相互作用模型。然后用动态力学方法、有效网链密度测定、密度测定和广角X-射线衍射方法对天然橡胶分别未交联和交联的天然橡胶(NR)/低密度聚乙烯(LDPE)共混体系的相容性进行了验证。实验结果表明,LDPE非晶部分和NR之间存在一定的相互渗透。     

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     

硅氮聚合物交联剂交联的室温硫化硅橡胶的热稳定性

利用硅氮聚合物作交联剂使双组分缩合型室温硫化硅橡胶在不需要催化剂存在下硫化，通过对硫化胶老化后的热失重、交联密度和力学性能的测定，表明这种硫化胶的耐温性能由２００℃提高到３５０℃．对硫化胶的降解动力学研究表明：降解反应活化能由７０ＫＪ／ｍｏｌ提高到３３０ＫＪ／ｍｏｌ，这是由于消除了端基引发的主链降解．     

天然橡胶/丁苯橡胶基隔膜材料的制备与性能

采用相转换法制备出了以天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)为基的多孔状聚合物锂离子电池隔膜材料,系统研究了成膜的工艺参数及机理.利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了该聚合物隔膜的微观结构,同时考察了该聚合物膜的吸液保液能力、热稳定性及电化学性能.结果表明,该聚合物膜呈多孔蜂窝状,具有较高的吸液能力,在电解液中浸泡5h后的吸液率达320%,此时该聚合物多孔隔膜的室温电导率也达到了3.93×10-4S/cm;并且保液能力良好,在50℃的空气中保持5h的质量损失仅为31%.同时该聚合物多孔膜具有较宽的电化学稳定窗口和较高的热分解温度,在4.8V和157℃以下能安全使用.与金属锂电极间的界面阻抗在存放10天或经过20次循环伏安扫描内迅速增加,而后趋于稳定,表现出了良好的界面稳定性,有效地抑制了电极与隔膜间的钝化膜(SEI)的进一步生长.     

有机蒙脱土/天然橡胶纳米复合材料的阻燃性能研究

采用机械混炼插层法制备有机蒙脱土/天然橡胶(TMT/NR)纳米复合材料.使用X-射线衍射(XRD)和红外表征了有机蒙脱土的结构特性,并用锥形量热仪测试了纳米复合材料的燃烧性能.结果表明,有机蒙脱土/NR纳米复合材料的热释放速率(HRR)、生烟速率(SPR)等较纯天然橡胶、未改性蒙脱土/NR复合材料均所有降低,表现出较好的阻燃性能.通过对纳米复合材料的燃烧性能和燃烧残余物分析,探讨了该体系的阻燃机理.     

非晶聚氯乙烯玻璃化转变过程弛豫时间的温度依赖性研究

通过对非晶聚氯乙烯α内耗峰峰温与测量频率的实验结果的拟合，提出了一种新的玻璃化转变附近弛豫时间的表达式，不仅很好地拟合了实验结果，给出调节参量合理的物理意义，而且为Ｋａｕｚｍａｎｎ疑题（ｐａｒａｄｏｘ）提供了一个合理的解决．     

高密度聚乙烯／天然橡胶共混体系的流变性能研究

高密度聚乙烯／天然橡胶共混体系的流变性能研究方征平，许承威（杭州大学化学系杭州３１００２８）关键词高密度聚乙烯，天然橡胶，共混物，流变，改性用橡胶与聚乙烯共混是提高后者的物理机械性能，尤其是耐环境应力开裂性能（ＥＳＣＲ）的主要方法之一“－“．然而，由...     

超细全硫化粉末丁腈橡胶对聚氯乙烯性能的影响

制备了PVC/超细全硫化粉末丁腈橡胶(NBR-UFPR)二元、PVC/NBR-UFPR/纳米CaCO3三元复合材料,研究了3种NBR-UFPR(平均粒径分别为150nm、90nm和70nm)对硬质PVC性能的影响.测试结果表明,3种NBR-UFPR均可同时提高硬质PVC的热稳定性、耐热性和韧性.透射电镜(TEM)照片显示,3种NBR-UFPR均能以单个粒子均匀分散在PVC基体中,NBR-UFPR与PVC相间的界面积大于传统的PVC/弹性体共混物.PVC/NBR-UFPR/纳米CaCO3三元复合材料具有更高的热稳定性、耐热性和韧性,TEM照片显示,在三元复合材料中,分散相粒子间的平均距离进一步减小.