《高分子物理》互动教学法的实例——橡胶网络理论

《高分子物理》是高分子专业本科生教学中的重难点。本文展示了橡胶网络理论的教学过程,介绍一种互动式教学方法。橡胶弹性理论中,通常用仿射变形来描述橡胶交联网的变形,即交联点按与橡胶试样的宏观变形相同的比例移动。但是,人们对于物理交联是否存在仍有争议,于是提出了交联网的相邻网链可以相互横切的幻象网络模型。通过让学生预先对仿射网络和幻象网络模型进行调研,然后进行课堂讲解的方法,让学生更深刻地掌握橡胶网络理论中的难点。这种方法让学生很好地理解知识点,具有良好的教学效果。     

橡胶及橡胶制品中4种酚类防霉剂的高效液相色谱法测定

建立了橡胶及其制品中硝基苯酚(PNP)、2,3,5,6-四氯苯酚(TeCP)、五氯苯酚(PCP)、邻苯基苯酚(OPP)4种酚类防腐剂的高效液相色谱测定方法。样品冷冻粉碎后,经甲醇超声提取,在Venusil-XBP C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm)上以10 mmol/L醋酸铵和甲醇为流动相梯度洗脱,采用二极管阵列检测器,PCP、TeCP、OPP的检测波长为220 nm,PNP的检测波长为320 nm。4种酚类防霉剂的质量浓度在0.5~250mg/L范围内与峰面积呈良好的线性关系,相关系数大于0.999 4。丁苯橡胶、硅橡胶基体的加标回收实验结果表明:TeCP、PCP、OPP、PNP在不同基质中的平均加标回收率分别为82%~95%、68%~90%、85%~98%、87%~98%,相对标准偏差小于5%。     

瞬时加热法制备橡胶活性炭及其性能

以废旧轮胎炼油过程中产生的轮胎热解渣为原料制备炭吸附材料,采用瞬时加热法和KOH活化法制备活性炭。首先利用正交实验对材料制备最佳条件进行了探讨,所制备材料通过了氮气吸附等温曲线、SEM、FT-IR以及重金属Zn、Cu、Cr、Cd含量进行了表征,同时测试了材料去除水中亚甲基蓝的能力,通过包括平衡、动力学方面的研究,解释了材料对亚甲基蓝的吸附机理。结果显示,经过处理后轮胎橡胶热解渣对氮气的吸附等温曲线趋向Ⅳ型,中微孔孔隙增加,比表面积为149.21 m²·g^-1,比表面积增加2倍以上,重金属Cu、Cr、Cd浸出含量较低。吸附过程符合一级动力学方程和Langmuir模型,对亚甲基蓝的吸附随初始浓度的增加而吸附容量也不断增加,最大可达98.81 mg·g^-1,吸附过程呈现单分子层物理吸附趋势。该结果为废旧轮胎热解渣的资源化处理提供了新的思路。     

运动鞋用橡塑材料的研究进展

橡塑材料在运动鞋制造过程中被普遍应用,总结了运动鞋制造过程中天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、再生橡胶、聚氯乙烯、聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯和嵌段聚醚酰胺树脂等橡塑材料的基本性能。分类别综述了相关橡塑材料近年的研究进展。指出未来运动鞋用橡塑材料将向着轻量化、功能化、智能化和环保化的方向发展。     

主裂纹与微裂纹相互作用问题的有效数值计算方法

提出了平面弹性介质中主裂纹与微裂纹相互作用问题的有效数值计算 方法. 通过把适于单一裂纹的Bueckner原理扩充到含有多裂纹的一般体系，将原问题分解 为承受远处载荷不含裂纹的均匀问题，和在远处不承受载荷但在裂纹面上承受面力的多裂纹 问题. 于是，以应力强度因子作为参量的问题可以通过考虑后者(多裂纹问题)来解决，而 利用提出的杂交位移不连续法，这种多裂纹问题是容易数值求解的. 列举 Cai和 Faber为评价主裂纹与微裂纹相互作用问题的近似方法而列举的算例，说明 该数值方法对分析平面弹性介质中主裂纹与微裂纹相互作用问题既简单又非常有效.     

橡胶改性环氧树脂的固化诱导相分离

研究了一种新型的液体橡胶ZR与环氧树脂的固化反应诱导相分离过程,分别通过时间分辨的激光光散射、光学显微镜研究了两相结构的发展,并用DSC跟踪该体系的固化动力学。结果表明,该固化反应经历了不稳相分离过程(spindodal decomposition),固化动力学过程与相分离过程有强烈的依赖性,固化速度越快,橡胶相尺寸越大;并且当环氧固化反应转化率达80％时,橡胶相结构基本得以固定,最终得到双连续结构。     

硅藻土增强橡胶复合材料的研究进展

硅藻土是单细胞硅藻的遗骸经自然条件形成的硅质沉积岩,因其具有质轻、大的比表面积、超强的吸附性、隔音、耐磨、耐热以及耐腐蚀等特点而被广泛应用于化工、石油、建材、生物医药卫生以及环保等众多领域。然而由于硅藻土与白炭黑的结构成分相似,白炭黑通常用作橡胶的补强填料,目前硅藻土用于橡胶补强填料的研究鲜少报道。本文综述了硅藻土的性能、硅藻土的国内外研究现状、硅藻土的改性以及硅藻土增强橡胶复合材料的制备过程,并对硅藻土增强橡胶复合材料的发展趋势做了展望。     

高顺式-1,4-立构规整丁戊橡胶的合成与性能研究

采用非茂PNP型稀土钇催化剂1催化丁二烯和异戊二烯无规共聚合,制备出了异戊二烯摩尔含量为11％～53％,高顺式-1,4-立构规整的丁戊橡胶.通过1H NMR、13C NMR和GPC对所得共聚合的微观结构、立构规整性以及分子量及其分布进行了表征分析.采用密炼、开炼两步法将该系列丁戊橡胶与炭黑、各种助剂进行混炼和硫化成型....     

基于化学成分关联的二烯类橡胶垫对汽油鉴定干扰性研究

基质干扰一直是火灾现场助燃剂物证鉴定领域研究的重点和难点.本研究基于前期对分子结构中含有"烷基苯"的典型基质丁苯橡胶的研究结果,考察了干扰性与分子结构的相关性,为进一步探究基质材料干扰助燃剂检验鉴定的官能团结构,选择4种二烯类橡胶垫(丁苯橡胶垫、天然橡胶垫、丁基橡胶垫和三元乙丙橡胶垫)为研究对象,以确定含二烯类结构的橡...     

反相气相色谱法表征聚丁二烯橡胶的表面性质

采用反相气相色谱技术测定了聚丁二烯橡胶的表面性质。以正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷作为非极性探针测定其表面色散自由能,以二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、乙醚和四氢呋喃作为极性探针测定其路易斯酸碱常数。经计算得出聚丁二烯橡胶在303、313、323、333和343 K的表面色散自由能分别为47.07、46.46、45.85、45.60和45.09 mJ/m2。结果表明,聚丁二烯橡胶表面色散自由能随着温度的升高呈线性降低,路易斯酸常数Ka为0.34,碱常数Kb为1.77,总酸碱作用能力2.11,该聚合物为弱碱性Lewis两性聚合物材料。此外还计算出聚丁二烯橡胶的酸碱作用吸附自由能（~ΔGsa）和吸附焓（~ΔHsa）。