微相分离型聚丙烯热塑性弹性体的力学性能

为了制备相畴尺寸均匀、细小,形态结构易控,力学性能稳定的聚丙烯热塑性弹性体(PTPE),设计出了从聚丙烯(PP)与弹性体的均相体系出发,利用在硫化过程中的能效应使之发生微相分离,能效应和熵效应控制组分相畴的尺寸和形态以制备PTPE的原理和技术,研究了橡/塑比、橡胶配比、PP相对分子质量、引发剂用量、架桥剂用量、反应温度对样品化学结构和力学性能的影响。结果表明,在125℃反应温度下样品配方为:橡塑质量比为70/30、乙丙橡胶与丁苯质量比为80∶20、引发剂用量为2.14份、架桥剂用量为18.2份时,制得试样的综合力学性能最佳,拉伸强度、100%定伸应力、扯断伸长率、撕裂强度、扯断永久变形分别为11.25 MPa、8.78 MPa、384%、58.5 kN/m、78%。

基于分子动力学方法研究乙烯-丁烯共聚物的传热性质

建立了乙烯α-丁烯共聚物的物理模型,采用分子动力学方法分析了不同丁烯含量和丁烯嵌段分布对乙烯-丁烯共聚物的传热性质。结果表明,选用聚合单体数为60的乙烯-丁烯分子链模型可有效地反映聚烯烃弹性体的真实性质且计算量适中。随着丁烯摩尔分数由20%增加至80%,共聚物的热导率由0.2783 W/(m·K)逐渐下降至0.1728 W/(m·K)。此外,随着丁烯嵌段数越大,共聚物由嵌段共聚更多地转变为无规共聚的形式,其热导率降低,声子振动态密度由高频分量逐渐地转变为低频分量。

聚脲弹性体在高端领域的研究进展

总结了聚脲弹性体的发展,详细介绍了聚脲弹性体在航空航天、军事、可穿戴设备及医疗等高端领域的国内外研究情况,指出了目前研究中的一些不足之处和未来的发展方向,旨在为聚脲弹性体后续的研究提供一定的帮助。

金属有机框架填充SEBS弹性体的力学性能

采用金属有机框架材料CuBTC以及不同氨基负载量的NH 2-CuBTC作为填料,将其以不同比例填充到不同牌号的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)热塑性弹性体中,对共混膜的力学性能进行研究。结果表明,适量的CuBTC会使SEBS热塑性弹性体的拉伸强度、断裂伸长率、硬度以及储能模量同时提升;其中NH 2-CuBTC在提高SEBS热塑性弹性体的性能方面具有更大的优势。当SEBS牌号为1654时,填充3%(质量分数)CuBTC-N2,拉伸强度由24.6 MPa提升至36.6 MPa,断裂伸长率由643%提升至725%;当SEBS牌号为1901时,填充3%CuBTC-N2,拉伸强度由26.5 MPa提升至32.1 MPa,断裂伸长率由512%提升至561%。

华南理工大学超分子与功能高分子研究团队

本团队主要研究方向包括超分子弹性体材料及其在医学领域的应用;功能性两性离子聚合物/大分子季铵盐及其在植物保护领域的应用;基于胶乳/填料混合的橡胶复合材料等。团队先后承担国家自然科学基金、广东省科技计划、广州市科技计划和多项企业委托技术开发项目等。在Polym Chem.React Funct Polym.J Polym Sci Polym Chem.Appl Surf Sci,Polym Engi Sci.《橡胶工业》和《弹性体》等期刊上发表论文60余篇,授权中国发明专利10余项,撰写专著3本。

抗老化技术在鞋材料中的应用

研究了不同抗老化助剂对热塑性聚氨酯(TPU)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和聚氯乙烯(PVC)等热塑性弹性体鞋材料老化前后色度的影响,最终筛选出鞋材料TPU中初始颜色和抗光老化变色性能最好的光稳定剂RIASORB UV-234,鞋材料SBS原料中抗热氧老化和抗光老化效果均优异的复配抗氧剂U-pack B7067,鞋材料PVC原料中抗光老化降解效果最明显,耐候性最好的复配光稳定剂U-pack UV7917,为生产和加工企业选择抗老化助剂提供参考。

石榴石微波铁氧体/顺丁橡胶基弹性体的制备及其性能

以顺丁橡胶(BR)为基体,石榴石微波铁氧体(YIG)为改性组分,制备了YIG/BR复合弹性体。实验对复合弹性体的结构和微观面貌进行了表征,并分别对YIG含量和BR含量对复合弹性体的性能影响进行了探讨。结果表明,YIG含量对力学性能、硫化性能和阻尼性能的影响作用显著,当其含量增大时,复合弹性体的拉伸强度和邵尔硬度上升,断裂伸长率先上升后下降,最低硫化转矩和最高硫化转矩上升,焦烧时间和硫化时间减小,拉伸恢复力和压缩恢复力上升。而BR含量对阻尼系数影响显著,复合弹性体的最大阻尼系数与BR含量呈正相关联系。

改性芳纶短纤维增强氯丁橡胶/顺丁橡胶复合材料的实验研究

采用等离子体/油酸钾协同处理对芳纶纤维进行改性,并研究了改性芳纶纤维对氯丁橡胶/顺丁橡胶并用胶的增强作用。结果表明,等离子体的高能冲击使芳纶纤维的表面粗糙度增大,增加了芳纶纤维的表面积,并在芳纶纤维表面引入活性位点;油酸钾改性促进了芳纶纤维极性的削弱及其与橡胶的界面结合;经过等离子体/油酸钾协同处理的改性芳纶纤维增强后,橡胶复合材料的拉伸强度提高了25.85%,定伸模量提高了34.65%,刚度提高了10.96%,在正硫化时间(t90)未改变的情况下,焦烧时间(t10)下降。

油田在用封隔器胶筒密封材料的老化行为

选择在用的丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)以及HNBR/氟橡胶(FKM)5种封隔器胶筒的橡胶材料作为研究对象,分别研究了其热稳定性、玻璃化转变温度以及在热空气介质和矿化水介质中的耐老化行为。结果表明,受FKM的作用,HNBR/FKM共混胶试样D表现出最好的热稳定性,同时差示扫描量热分析表明HNBR和FKM具有较好的相容性;在热空气介质中,试样D具有最高的拉伸强度保持率以及扯断伸长率保持率,表现出最好的耐老化性能,在矿化水介质中,水介质明显抑制了热氧老化反应,在100~120℃的矿化水中5种橡胶材料的扯断伸长率随老化时间延长变化率均较小,表现出较好的抗老化能力。然而在150℃的矿化水中,NBR试样E的扯断伸长率衰减较快,试样D的扯断伸长率保持率最佳,可作为油田分层注采井高温长效密封材料使用。

聚氨酯热熔胶用预聚体的合成

以二异氰酸酯和聚醚多元醇为原料,通过定时测定—NCO的含量,确定了合适的预聚反应时间和温度,制备了聚氨酯热熔胶用预聚体。对影响预聚体合成的因素:异氰酸酯的种类、—NCO的含量、水分的含量以及预聚体的贮存稳定性等进行了探讨。结果表明,最佳预聚反应条件为80℃、2 h,—NCO含量控制在9%~10%,物料中水分质量分数低于0.05%,制备的产物性能稳定。

小橡胶粒子对浓缩天然胶乳胶体性能的影响

基于鲜天然胶乳制备浓缩胶乳的过程中胶清未得到有效利用,同时小橡胶粒子有着自己的独特的性能。本文通过膏化法从胶清中获得小橡胶粒子,将小橡胶粒子胶乳(SRPL)与浓缩胶乳以不同质量比进行混合,对贮存过程中混合胶乳的胶体性能进行研究。结果表明,小橡胶粒子的相对分子质量较大,小橡胶粒子在浓缩胶乳中含量越多,混合胶乳的相对分子质量随之增大;随着小粒子含量的增加,浓缩胶乳样的平均粒径不断减少;随着贮存时间的增加,各胶乳样品中橡胶粒子的平均粒径变化不大;SRPL加入到浓缩胶乳中,对浓缩胶乳的黏度、机械稳定度、热稳定度都有影响,随着小橡胶粒子用量的增加,胶乳的黏度随之升高,胶乳的机械稳定度和热稳定性先下降,随后上升并趋于稳定。

全同聚丁烯-1供热管材料性能及应用进展

全同聚丁烯-1(iPB-1)是一种性能优异的热塑性树脂,具有良好的耐热性、耐蠕变性、耐应力开裂性,特别适用于做供热管材,但材料存在晶型转变慢、结晶温度低和结晶慢等问题,使其应用受到一定的限制。本文主要介绍iPB-1的材料特性、国内外的发展历史以及应用的进展,重点分析iPB-1作为供热管材与金属和其他塑料的供热管材相比的优势。

乙烯基硅烷对EVM/ATH复合材料性能的影响

研究了硅烷种类和用量对乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/氢氧化铝(EVM/ATH)复合材料硫化特性、动态力学性能、动态热机械性能、物理机械性能等方面的影响。结果表明,当VTMO硅烷用量为1份时,混炼胶的门尼黏度、最低扭矩、最高扭矩、扭矩差、焦烧时间、正硫化时间较低。硅烷用量相同时,加入乙烯基三甲氧基硅烷(VTEO)的混炼胶的结合胶含量较高,混炼胶的储能模量、损耗模量较高;当应变低于10%时,VTMO硅烷用量的变化对混炼胶储能模量、损坏模量的影响较大。加入VTMO硅烷的硫化胶的储能模量最大。硅烷的加入使硫化胶的玻璃化转变温度略微向高温方向移动,加入VTEO硅烷的硫化胶损耗因子峰值最低。当VTMO硅烷用量为1份时,硫化胶的物理机械性能较为优异,硫化胶的耐磨性与混炼胶中的结合胶含量有一致性。

高性能氯丁橡胶基动态密封材料的生胶和补强体系优化

为了提高氯丁橡胶(CR)基动态密封材料的综合性能,通过改变生胶和补强体系,考察了并用顺丁橡胶(BR)和白炭黑对材料耐疲劳性、耐老化性、耐磨性和弹性等主要性能指标的影响。结果表明,并用BR后,胶料硫化速率、拉断伸长率、回弹性、耐磨性以及动态疲劳性能均有改善,但撕裂强度、耐热空气老化性能变差,CR与BR的最佳并用质量比为70/30;并用白炭黑后,胶料的拉伸强度、撕裂强度、硬度、定伸应力、耐磨性提高,但回弹性、耐疲劳性能降低,炭黑与白炭黑并用质量比为20/20时,胶料的综合性能最佳。

液态金属/硅橡胶复合材料的应用研究进展

综述了三种功能化液态金属/硅橡胶复合材料包括导热复合材料、电磁屏蔽复合材料和柔性导电复合材料,介绍了复合材料的制备方法以及导热、导电、电磁屏蔽和力学性能,阐述了该复合材料在柔性导热界面材料、电磁屏蔽系统和可穿戴电子产品等方面的应用,并展望了其发展方向。

胶管硫化-传热耦合模拟

将导热微分方程热源项与橡胶热物性参数视为硫化度与温度的相关函数,建立传热与硫化的耦合计算方程,并基于C语言编写UDF子程序,对FLUENT软件进行二次开发,实现了传热与硫化的耦合计算。模拟结果表明,靠近管壁的外层胶很快到达硫化温度,而靠近管芯的内层胶到达硫化温度需要较长时间,存在明显的温度梯度。当硫化进行到一定时间后,胶管截面各部位温度差异逐渐减小,各部位温度几乎相同,此时胶管各层的传热达到平衡状态。

混炼工艺对炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响

选用干法密炼机混炼、湿法开炼机混炼、湿法密炼机混炼和湿法连续混炼四种混炼工艺,通过测定硫化特性、物理机械性能、动态力学性能和炭黑分散度等探究不同混炼工艺对炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响。结果表明,湿法混炼胶的综合性能优于干法混炼胶,湿法连续混炼工艺制备的混炼胶的性能最佳,同时提高了混炼各个工序之间的连续性和自动化程度。

芳纶纤维对EPDM基阻燃材料性能的影响

选用三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,考察芳纶纤维(AF)用量以及磷酸、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性芳纶纤维(AF-P-Si)对EPDM基复合材料性能的影响。结果表明,当AF用量为1~5份(质量份,下同)时,EPDM混炼胶焦烧时间变化不大;超过3份时,硫化程度增加。随着AF用量增加,硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率降低,硬度、撕裂强度、耐磨性和热氧老化性能逐渐提高,尤其3份和5份AF补强的EPDM硫化胶的100%定伸应力明显提高。改性后AF-P-Si的添加有利于提高硬度、拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。锥型量热仪数据表明,3份和5份AF添加的EPDM硫化胶表现出较高的火灾行为指数(FPI),而AF-P-Si则表现出更佳的阻燃效果。

固体发动机柔性接头材料及制造技术研究进展

综述了固体发动机柔性接头橡胶弹性件材料和增强件材料的研究现状,其中橡胶弹性件材料主要有低模量弹性件材料和宽温域弹性件材料两种发展方向,增强件材料主要研究使用复合材料以简化柔性接头结构设计和降低质量。介绍了柔性接头3种成型技术,即模压冷黏成型、模压热黏成型和注射成型并进行了对比分析。提出能够快速、高精度和高可靠成型柔性接头的注射成型是未来柔性接头制造技术的发展趋势。

新型聚醚酯多元醇的合成与表征

从低聚物多元醇的分子链结构设计出发,在聚酯多元醇合成过程的酯化阶段,引入低相对分子质量的聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG)替代部分丁二醇,与己二酸进行醇酸缩合反应;通过酯化-酯交换反应,将PTMG链段引入,合成得到分子链中含有聚醚链段的聚醚酯多元醇(PEM)。结果表明,酯化阶段采用耐水解催化剂WD-10,酯交换阶段采用催化效率较高的催化剂TNBT,催化剂质量分数为(2~3)×10^(-5)时,可制得酸值小于0.5 mg KOH/g的聚醚酯多元醇PEM-2000。PEM的合成有效丰富了低聚物多元醇的种类,可替代传统聚酯、聚醚多元醇,直接用于聚氨酯制品的合成,提升材料的综合性能。