发泡剂和增硬树脂对轻质天然橡胶材料性能的影响

采用均匀设计法,考察了发泡剂和增硬树脂对轻质天然橡胶材料性能的影响。结果表明,发泡剂N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺(H)和增硬树脂(P1)用量变化对NR密度和拉伸强度等有显著影响。增大发泡剂H和增硬树脂P用量,发泡压力增大,硫化起步提前,最高硫化扭矩先增大后减小,拉伸强度和密度均呈线性变化。与单一发泡剂H胶料相比,发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)/发泡剂H并用胶料硬度、密度、撕裂强度和定伸应力均较高,发泡材料孔径较小;发泡剂4,4′-氧代双苯磺酰肼(OBSH)/发泡剂H并用胶料密度最小,拉伸强度最大。

高分子切敏性流变行为的研究型实验教学设计

以剪切变稀、剪切变稠为代表的奇异流变现象,是高分子流体在高速流动时的力学表现,也是高分子流变学知识中关于非牛顿流体切敏性流变行为的重要教学内容。以淀粉糊、液体防弹衣等受到广泛关注的几种流体作为导入案例,通过对比剪切变稠与剪切变稀流体的力学特征和微观机理,讨论了剪切变稀等流变行为的科学描述、研究意义和研究方法;进一步结合高分子物理实验课安排进行小班化、问答式、讨论式教学实践,设计出一套易于掌握的剪切变稀“是什么、为什么、做什么”的研究型教学方案。教学实践表明,该方案能够充分调动学生对流变学的学习积极性,提高主动思考和研究切敏性流变行为的能力,教学效果良好。

炭黑在天然橡胶/溶聚丁苯橡胶硫化胶中的分散及其对性能的影响

考察了溶聚丁苯橡胶(SSBR)用量、炭黑的种类及用量对天然橡胶(NR)/SSBR硫化胶动态力学性能和力学性能的影响。结果表明,炭黑与SSBR的结合作用比与NR弱;随SSBR用量的增加,炭黑在NR/SSBR共混硫化胶中的分散性提高,Payne效应减弱,频率敏感性增强;随SSBR用量的增加,NR/SSBR共混硫化胶的拉伸强度和撕裂强度减小,扯断伸长率变化不大;而定伸应力则呈先减小后增大的趋势;随不同种类的炭黑在NR/SSBR硫化胶中分散性的提高,定伸应力呈上升趋势,损耗因子和压缩生热呈减小趋势。

改性纳米硫酸钡在NR/BR并用胶中的应用

研究改性纳米硫酸钡对NR/BR并用胶性能的影响。试验结果表明,采用改性纳米硫酸钡部分替代炭黑,NR/BR并用胶的焦烧时间和正硫化时间延长,加工性能和耐热空气老化性能良好,耐屈挠性能优异,滞后损失和生热较低。

溶胀法制备甲基丙烯酸锌增强天然橡胶

采用溶胀法制备甲基丙烯酸锌增强天然橡胶(NR),考察了不饱和羧酸种类、氧化锌和过氧化二异丙苯(DCP)的用量以及溶胀温度和溶胀时间对增强NR性能的影响。结果表明,与丙烯酸锌相比,甲基丙烯酸锌可以更有效地增强NR;当DCP和氧化锌的用量分别为2.0份和10份时,甲基丙烯酸锌增强NR硫化胶的的综合性能最好;当溶胀温度为14℃时,甲基丙烯酸锌增强NR硫化胶的增强效果随溶胀时间延长而逐渐增大,超过一定时间后保持稳定;当提高溶胀温度时,该硫化胶达到最佳性能所需的溶胀时间明显缩短。

湿法氧化锌对天然橡胶性能的影响

研究湿法氧化锌FF和HR对天然橡胶(NR)性能的影响,并与普通氧化锌(间接法)对比。结果表明:与普通氧化锌相比,湿法氧化锌FF和HR的活化和补强作用显著,添加湿法氧化锌FF和HR会缩短NR胶料的焦烧时间和t90,增大Fmax;在氧化锌用量相同时,3种氧化锌的NR硫化胶的拉伸强度由大到小的顺序为湿法氧化锌FF、湿法氧化锌HR和普通氧化锌,定伸应力由大到小的顺序为湿法氧化锌HR、湿法氧化锌FF和普通氧化锌,拉断伸长率由大到小的顺序与定伸应力相反;添加普通氧化锌的NR胶料的Payne效应较弱;氧化锌用量增大时,3种氧化锌的NR硫化胶的储能模量增大,损耗因子减小。

变温／变压四探针测试仪的研制及应用

为了便于测试导电聚合物在变温、变压条件下的电阻率,更好地满足高分子物理实验教学和科研需要,设计制作了塑料封装四探针、金属/陶瓷组装四探针,并与控温装置、加压装置和测试装置组装成为一套具备变温、变压测试功能的电阻率测试仪。结果发现,由金属针、陶瓷、中空铝制或铜制承压件、金属导线等组成的金属/陶瓷组装四探针,具有耐高温、成本低、便于变压/变温测试等特点。将其用于EPDM/石墨复合导电材料的压阻和温阻行为测试,发现该材料表现出明显的负温度系数效应和较宽压力范围内的电阻响应,能够用于研究导电橡胶的多种导电行为及其导电机理。

混炼工艺对炭黑/NR胶料性能的影响

研究混炼工艺对炭黑在NR中的分散性及其硫化胶性能的影响。结果表明:提高填充因数、转子转速和起始温度,胶料转矩和能量消耗增大,升温速率和排胶温度升高,混炼时间缩短;选择适中的填充因数和混炼时间,提高转子转速、起始温度和采用分段降速混炼均有利于提高炭黑的分散性;当炭黑分散性较好时,炭黑/NR硫化胶的物理性能、动态力学性能和耐磨性能提高,压缩生热降低。

湿法氧化锌种类和用量对天然橡胶性能的影响

研究湿法氧化锌种类和用量对天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明:与添加普通氧化锌的胶料相比,对于未填充炭黑NR体系,减半用量的湿法氧化锌混炼胶的焦烧时间和t90较短,Fmax较大;硫化胶的定伸应力、拉伸强度和剪切模量(G′)较大,拉断伸长率、损耗模量(G″)和损耗因子(tanδ)较小。对于填充炭黑NR体系,减半用量的湿法氧化锌混炼胶的门尼粘度、G′和G″较大,tanδ较小,焦烧时间和t90较短,Fmax较大;硫化胶的密度稍低,硬度和定伸应力较大,耐老化性能较好,玻璃化温度较低,tanδ较小,其他物理性能变化不大。湿法氧化锌FF的性能优于湿法氧化锌HR。

石墨/炭黑/EPDM复合材料的性能研究

研究石墨/炭黑/EPDM复合材料的物理性能、动态力学性能和导电性能。结果表明:石墨对炭黑填充EP-DM复合材料具有补强作用,并显著提高其导电性能;石墨/炭黑/EPDM复合材料的电导率-压力曲线表现出"山峰"形变化趋势,升高温度或增大石墨用量时该峰向低压力区移动;石墨用量越大,复合材料电导率的温度依赖性越强,石墨粒子滑移引起的转变温度越低。

用于高性能轮胎的白炭黑/炭黑

在高性能轮胎的胎面胶配方中,白炭黑/炭黑的补强作用是使轮胎获得优良行驶性能的主要因素之一,本文综述了近年来白炭黑/炭黑用于高性能轮胎的研究进展。

炭黑用量对不同聚丁二烯橡胶性能的影响

研究了低顺式聚丁二烯橡胶(BR3505)、低门尼顺丁橡胶(BR9002)和普通顺丁橡胶(BR9000)的硫化参数、拉伸性能和动态压缩性能。结果表明,与普通顺丁橡胶相比,聚丁二烯橡胶中反式结构含量较多(BR3505)时,交联密度、断裂伸长率、压缩生热和压缩永久变形大,而硫化速度慢很多;且分子量分布变宽(BR9002)使其硫化速度稍快、断裂伸长率大、压缩生热稍低,同时低炭黑用量时的拉伸强度和伸长率较高,但是炭黑可填充量降低。

自交联橡胶/橡胶共混物及其交联状态

概述自交联橡胶 /橡胶共混物及其交联状态。自交联橡胶 /橡胶共混物无需添加交联剂即可在高温模压条件下发生交联。硫化曲线、溶剂溶胀试验、动态力学性能研究和光谱分析等试验结果都可证明这些共混物中确实发生了交联反应。介绍了根据各种试验分析方法提出的自交联橡胶 /橡胶共混物的交联机理。自交联橡胶

硫化橡胶微波脱硫机理的再讨论

从微观结构的角度讨论了天然硫化橡胶微波脱硫的反应过程。微波脱硫的实质是交联网络中的极性基团吸收微波的能量转化成分子热运动的动能,或者是由于取向极化发生极性基团与周围网络的内摩擦,生成足够的热量促使化学键发生断裂。通过对文献数据的处理,计算出不同交联点的断裂时间,认为微波脱硫可以实现炭黑聚集体、炭黑-橡胶、碳氢键、多硫交联键、低硫交联键、碳碳键的依次断裂,从而控制最佳脱硫效果。在脱硫过程中可能伴随着热氧老化、环化以及再交联等副反应。

碳酸钙填充天然橡胶的硫化体系和力学性能

通过改变硫化体系种类、用量和促进剂并用方式,研究了不同硫化体系对碳酸钙(CaCO3)填充天然橡胶(NR)硫化性能和力学性能的影响。结果表明,对于高硫低促体系硫化CaCO3填充NR,加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)能够延长硫化时间,同时改善耐老化性能。高硫高促体系硫化CaCO3填充NR,在保持伸长率减小幅度相对较低时能够显著提高拉伸强度、撕裂强度等性能。当增加硫化体系用量时,硫化速度、硫化扭矩、拉伸强度和撕裂强度都增加,加入的二硫代四甲基秋兰姆(TMTD)也有相似作用。在不同促进剂并用体系中,2,2′-二硫代二苯并噻唑(DM)/2-巯基苯并噻唑(M)配方的耐老化性能最佳;N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)/DM、CZ/TMTD、N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(NS)/TMTD配方都能提高硫化胶的强度及其他力学性能。

聚合物球晶黑十字消光图像的计算机模拟

通过编写计算机程序,实现了聚合物球晶黑十字消光和同心消光环图像的计算机模拟。模拟结果表明,改变程序参数,能够比较逼真的模拟出不同尺寸、不同亮度的球晶及不同消光环间距球晶的图像,有助于加深对聚合物球晶黑十字消光、同心消光环成因的理解,增强对聚合物结构与结晶形态相互关系的理解。

导热填料对NR/BR硫化胶的生热和导热的影响

研究了氧化锌、炭黑、石墨等几种导热填料对NR/BR硫化胶的生热和导热性能的影响。结果表明,提高氧化锌的用量可以减小硫化胶的损耗和压缩温升、提高导热系数;增加炭黑用量虽然提高导热系数,但炭黑的Payne效应、损耗和压缩温升等动态性能大幅度增加,表现出明显的逾渗现象,而导热系数、定伸应力、硬度等静态性能增加幅度较小;大粒径炭黑有利于提高硫化胶的导热系数、降低损耗和压缩温升,高结构度炭黑虽能提高导热系数,但是损耗和压缩温升增加。配方中加入氧化铝、氢氧化铝、石墨、煤灰、铝粉后,硫化胶的力学性能较差,Payne效应较弱,损耗和压缩温升明显降低,含有铝粉或石墨硫化胶的导热系数较高。

硫化体系对EPDM硫化胶力学性能的影响

考察了4,4′-二硫代二吗啉(DTDM),N,N′-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2),甲基丙烯酸镁与硫黄和过氧化二异丙苯(DCP)复合硫化体系对三元乙丙橡胶力学性能的影响。结果表明,与纯硫黄硫化胶相比,DTDM/HVA-2/S复合硫化体系的EPDM硫化胶拉断伸长率及压缩永久变形均较小,而拉伸强度、定伸应力和硬度均较大,耐老化性能较好。甲基丙烯酸盐可明显提高硫黄、过氧化物硫化EPDM硫化胶的交联密度、拉伸强度、定伸应力和拉断伸长率。在甲基丙烯酸镁/炭黑/EPDM胶料中添加等量S i69改性白炭黑和石蜡油后,硫化胶各项力学性能都有明显提高,定伸应力和硬度保持较低水平,耐热空气老化性能有所改善。

原位生成甲基丙烯酸锌对填充天然橡胶力学性能的影响

考察了氧化锌用量和碳酸钙用量对原位生成甲基丙烯酸锌增强天然橡胶的力学性能的影响,以及甲基丙烯酸锌对白炭黑填充天然橡胶和胶粉填充天然橡胶力学性能的影响。研究表明,原位生成甲基丙烯酸钙的增强作用比甲基丙烯酸锌差,与前者的交联反应热很小有关;甲基丙烯酸锌能够大大加快白炭黑填充天然橡胶的硫化速度,对胶粉填充天然橡胶具有明显的增强作用。

预成型形状对发泡乙丙橡胶泡孔形态和动态力学性能的影响

考察了混炼胶预成型形状对发泡乙丙橡胶硫化/发泡过程、泡孔形态及其动态力学性能的影响。结果表明,预成型形状和填充量,不仅影响硫化时间、发泡压力等工艺性能,对发泡橡胶的泡孔尺寸、动态力学性能也具有显著的影响。随预成型样品的厚度增加,硫化转矩和发泡压力增加,焦烧时间t10和正硫化时间t90变化不大;三角型样品和碎胶样品的t90延长,而超量填充胶料时t10和t90较短。随预成型厚度减小,泡孔尺寸逐渐增加,动态模量减小,损耗因子增加;三角型样品的泡孔较大,但动态模量高于8mm样品,表明发泡橡胶的动态模量与受力测试方向上的取向有关,而与其垂直方向上的取向无关。填充橡胶量较大时,泡孔最小,而且损耗模量G″-应变曲线出现第二个峰,表明较小的泡孔容易在较低形变下发生破坏。