高分子材料专业方向的材料力学OBE教学探讨——评《材料力学》第6版

随着高分子产业的蓬勃发展以及材料专业工程认证的需要,对材料科学与工程专业高分子方向学生的高分子材料工程应用背景的要求也越来越高,而材料力学就成为材料专业学生非常重要的一门核心课程。在材料力学众多教材中,由孙训方等编著的高等教育出版社出版的《材料力学》历经六个版本,已成为相关专业材料力学教学的经典教材。其最新的第六版教材于2018年出版。在保持第五版概念清晰、说理透彻、内容丰富详实的风格和特点的基础上,不但增加了“矩-面积定理·梁挠曲线的几何性质”的教学内容,还以二维码的方式增加了相关的数字资源,同时对语言、计算公式、数据表格作了相应的修订。

气相法白炭黑填充天然橡胶的裂纹扩展机理

研究了不同粒径,不同份数的白炭黑对天然橡胶(NR)裂纹生长行为的影响。采用具有裂纹生长测试功能的DMA(DMA-Crack Growth)对预割口试样的裂纹扩展速度进行测试。利用超高速显微摄像技术对裂纹扩展尖端进行在线追踪,得到裂纹扩展尖端的动态显微图像。结果表明,添加20 phr原生粒径为15 nm的气相法白炭黑时,裂纹尖端韧带均匀且细密,对裂纹生长起到很好的阻碍作用;添加20 phr原生粒径为7 nm的气相法白炭黑时,对试样的裂纹生长有不利影响。

接枝改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶裂纹生长行为的影响

白炭黑是一种重要的橡胶填料,通过硅烷偶联剂改性,制备了不同接枝率白炭黑填充的溶聚丁苯橡胶。研究表明,接枝改性后白炭黑在橡胶基体中的分散得到改善,增强效果提升,裂纹生长速率随接枝率显著降低。进一步在动态载荷下对橡胶裂纹尖端进行正面观察其韧带生成、生长以及断裂的情况,发现随接枝率的提高,裂纹尖端韧带分布呈均匀化和细化的趋势。基于开裂形态与断裂面分析揭示了改性白炭黑填充溶聚丁苯橡胶抗裂纹生长能力提高的原因。

天然橡胶/顺丁橡胶共混胶体系裂纹生长行为的形态演变机理

研究了不同共混比例的顺丁橡胶(BR)与天然橡胶(NR)组成的共混胶的裂纹尖端生长行为。采用裂纹扩展在线研究平台(DMA-Crack Growth)、超高速摄像仪、扫描电子显微镜和扫描探针显微镜对裂纹尖端进行实时追踪观测,拍摄不同共混比例的橡胶裂纹尖端的裂纹扩展动态图像。结果表明,共混比例达到m(BR)/m(NR)=50/50时,韧带均匀分布在裂纹尖端,韧带多而细且均匀,可以有效减缓橡胶裂纹扩展速度;橡胶开裂的断面随着BR共混比例的增加,表面形貌由类三角形向扇形形貌过渡。最后讨论了裂纹增长的机理。

简论全面腐蚀控制

1 前言 随着社会不断发展,科技不断进步,越来越多的材料被发现、推广、使用。但任何材料都不可避免地存在着腐蚀现象,这在全世界范围内是一个既普遍又非常严重的问题。材料和设备的腐蚀不但增加了各工业部门的费用,而且会引起一系列的问题。此外,腐蚀和我们的日常生活也有着密切的关系。

炭黑对天然橡胶疲劳裂纹扩展形态的影响

采用配有超高速摄像仪的动态力学分析仪对裂纹尖端内侧开裂形态在线追踪,并结合微观形态的表征分析,研究了炭黑对天然橡胶开裂行为的影响。结果表明,天然橡胶填充炭黑体系裂纹扩展形态存在"剥离态"与"断裂态"2种状态。加入炭黑能有效降低天然橡胶裂纹扩展速率,这是由于炭黑能使这2种形态的韧带与韧窝分布变均匀。另外,炭黑的加入能改变2种开裂形态的分布区域。

液体异戊二烯-丁二烯共聚物对天然橡胶、顺丁橡胶结构与性能的影响

利用原子力显微镜(AFM)、橡胶加工分析仪(RPA)、拉伸试验机以及动态力学分析仪(DMA)等技术研究了液体异戊二烯-丁二烯嵌段共聚物橡胶(LIR-390)对天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)微观形貌、加工性能、拉伸性能及抗开裂等行为的影响。AFM结果显示:液体嵌段共聚物橡胶LIR-390在NR和BR中自组装形成了胶束:在NR中,LIR-390形成了以丁二烯(PB)嵌段为核、异戊二烯(PI)嵌段为壳的胶束;在BR中,LIR-390却形成了反相胶束(PI嵌段为核、PB嵌段为壳)。另外,LIR-390的加入改善了NR、BR的加工性能,但也降低了拉伸性能、弹性模量,并且不利于降低硫化胶的滚动阻力。橡胶裂纹扩展测试结果显示:LIR-390胶束在NR基体中作为缺陷,破坏了NR硫化胶的抗开裂性能,裂纹生长速率加快,开裂后的表面形貌也变得更加平滑。

非迁移型防老剂的制备及在天然橡胶中的应用

采用纳米白炭黑与硅烷偶联剂γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷反应,再与对氨基二苯胺进行接枝反应,制备出一种非迁移型防老剂(SiO2-g-RT),用傅里叶变换红外光谱、热重分析对其进行了表征;用扫描电子显微镜和差示扫描量热法考察了SiO2-g-RT在天然橡胶(NR)硫化胶中的分散性及NR硫化胶的热氧老化性能。结果表明,防老基团成功地接枝到了白炭黑表面;SiO2-g-RT在NR中的分散性好于白炭黑,其抗热氧老化性能比小分子防老剂有明显提高。

氯乙烯转化器的腐蚀与防护

1 引言 转化器是聚氯乙烯生产中的主要设备。纯度≥98.5％的乙炔气和≥92％的氯化氢气体经混合脱水后自上而下通过转化器完成加成反应而得到氮乙烯气体。反应温度为120～180℃。为了防止氯化氢气体对钢管的腐蚀,使用前在列管内涂覆了两道环氧树脂。但使用一年多后,便陆续发生渗漏。使用最长的18个月,最短的不到13个月,为此我们对转化器发生渗漏的原因进行调查研究。