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%。

不同软段的长碳链聚酰胺弹性体的合成与性能

为研究软段种类对聚酰胺(PA)弹性体性能的影响,合成了具有不同性能的热塑性PA弹性体(TPAE)。以十二碳二元酸、十二碳二元胺和三种不同种类的聚醚[聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)和聚四氢呋喃(PTHF)]为原料,采用一步法分别合成了三个系列的PA1212基热塑性弹性体。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱确定了TPAE的成功合成,通过差示扫描量热分析、热失重分析、动态力学分析(DMA)、力学性能测试、吸水性能测试和电阻率测试对TPAE的性能进行了表征。结果表明,合成的TPAE的熔点高于170℃,热分解温度高于410℃,其中PEO系列弹性体的熔点和结晶温度较高。DMA测试结果表明PEO软段与PA硬段相容性最好,而PPO系列弹性体在-50~-40℃之间的tanδ大于0.3,表明此种材料在低温下具有良好的阻尼性能。PEO系列弹性体力学性能最优,拉伸强度在30~38.5 MPa之间,断裂伸长率高于620%,且拥有较高的吸水性能,饱和吸水率可达到30.2%,体积电阻率相对于PA1212降低了6个数量级。而PTHF系列弹性体有着最低的吸水率,饱和吸水率低至1.4%。三种材料可以应用于不同场景。

自修复弹性体材料的研究进展及应用

综述了基于外援型和本征型2种体系的弹性体材料自修复机理和自修复技术在弹性体材料中的应用,并展望了自修复弹性体材料在载人航天领域的应用前景。

CPE增容TPU/PVC共混弹性体及相形态

为提高热塑性聚氨酯弹性体(TPU)与聚氯乙烯(PVC)的相容性,以氯化聚乙烯(CPE)为增容剂,经双螺杆挤出机熔融共混制备TPU/PVC共混型热塑性弹性体,测试了不同CPE用量的共混弹性体的拉伸强度、断裂伸长率和硬度等力学性能,以及动态流变性能、动态力学性能和热稳定性。通过扫描电子显微镜(SEM)对共混弹性体的相态结构进行研究。结果表明,当TPU/PVC质量比为70/30时,共混弹性体综合力学性能最佳,拉伸强度为19.92 MPa,断裂伸长率为972%。随着CPE用量的增加,TPU/PVC共混弹性体的拉伸强度、断裂伸长率、硬度等均先增大后减小;CPE用量为6份时,TPU/PVC共混弹性体拉伸强度达到最大,为23.73 MPa,相较未加CPE时提高19.1%。加入CPE的共混弹性体复数黏度和储能模量均呈下降趋势。此外,CPE的加入还能有效提升弹性体高温热稳定性,TPU和PVC两种组分的损耗因子峰内移靠近,共混弹性体液氮脆断面的SEM照片显示PVC相筹明显变小且更为均匀,以上说明CPE对共混弹性体的增塑、增容作用明显,且CPE用量为6份时增容效果最佳。

磁流变弹性体及其振动控制应用综述

磁流变弹性体是将磁性颗粒(微米级)分散到聚合物弹性体中制备而成的一种磁控智能材料,其不仅拥有颗粒增强复合材料的优异力学特性,还具备迅速、连续且可逆的磁控特性,在智能传感、电磁屏蔽及缓冲减振等领域具有广泛的前景。为了促进磁流变弹性体及其振动控制技术的发展,综述了磁流变弹性体的材料组成,制备方法。总结了磁流变弹性体在振动控制领域的应用现状及对应用前景进行了展望。

含能热塑性弹性体推进剂研究进展

含能热塑性弹性体推进剂具有高能量、力学性能优异、可循环利用、可回收等优点,近年来成为固体推进剂发展的重要方向。总结了常见的含能热塑性弹性体的综合性能;论述了含能热塑性弹性体推进剂在高能、高燃速、钝感、低特征信号和富燃料推进剂等领域的研究进展;介绍了压延成型、模压成型、螺压成型和熔铸成型四种含能热塑性弹性体推进剂的制备工艺;综述了含能热塑性弹性体推进剂的重复加工性能和回收利用工艺;指出了目前该类推进剂存在的问题和不足,并对其未来发展方向进行了展望。

弹性体型胶粘材料在大庆油田裂缝性漏失中的应用研究

针对大庆油田深部裂缝性地层漏失严重、桥塞堵漏材料堵漏效果不佳的问题,引入了弹性体型胶粘材料,与桥塞堵漏材料复配,形成了热塑性复合堵漏技术,室内实验表明该技术可抗温160℃,承压5 MPa,封堵4 mm内裂缝。在大庆油田25口深井中进行了现场试验和应用,现场数据表明热塑性复合堵漏技术较桥塞堵漏技术堵漏效果更佳,堵漏成功率100%,承压7.5 MPa,未发生由于恶性漏失导致提前完钻的情况。

桥梁无缝伸缩缝树脂弹性体路用性能试验研究

无缝伸缩缝是一种新型的桥梁伸缩缝,为研究无缝伸缩缝树脂弹性体路用性能,探究应用于桥梁中小位移伸缩缝的可行性。该文通过60℃车辙试验、-10℃低温小梁弯曲试验、动态模量试验、泊松比试验和Overlay Test(OT)试验对树脂弹性体的高低温稳定性、变形性能和疲劳抗裂性能进行了对比研究。试验结果表明:树脂弹性体60℃动稳定度>31 000次/mm,-10℃低温弯曲应变>43 000×10^(-6),不同温度和荷载条件下动态模量为10~12MPa,拉伸/压缩泊松比为0.030~0.050,OT试验断裂能相对TST弹塑体提高59%。桥梁无缝伸缩缝树脂弹性体具有优异的高低温性能,对温度和荷载频率不敏感,是一种泊松比低、抗疲劳开裂能力较强的材料,更能满足桥梁中小位移伸缩缝的行车和变形要求。

聚乳酸/聚烯烃弹性体共混体系的发泡行为

为研究聚乳酸(PLA)共混体系的界面相互作用对发泡材料泡孔结构的影响,选择聚烯烃弹性体(POE)和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)分别与PLA共混,制备PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混物,然后利用釜压发泡,制备共混体系发泡材料。首先,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了POE和POE-g-MAH在PLA中的分散情况;然后,利用旋转流变仪研究了PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混体系的流变行为;最后,利用SEM研究了PLA/POE和PLA/POE-g-MAH共混体系发泡材料的泡孔结构,通过测试样品发泡前后的密度计算了膨胀倍率,并探讨了界面相互作用对泡孔结构的影响。结果显示,随着弹性体含量增加,POE和POE-g-MAH的相区尺寸都随之增大,后者的相区尺寸较小;POE和POE-g-MAH含量增加,体系的复数黏度和储能模量也都增大,由于后者与PLA的界面相互作用更强,因此其体系复数黏度和储能模量增大得更显著;当弹性体质量分数为10%和20%时,POE的加入可增强体系的气泡异相成核,因此形成的泡孔尺寸较小,而POE-g-MAH的加入有利于泡孔生长,因此形成的泡孔尺寸较大;在90℃发泡后,PLA/POE-g-MAH10和PLA/POE-g-MAH20发泡材料的膨胀倍率比PLA/POE10和PLA/POE20的更大。

动态硫化热塑性弹性体材料及其应用

申请公布号CN 118047997 A涉及热塑性弹性体材料技术领域,公开了一种动态硫化热塑性弹性体材料及其应用。本发明的动态硫化热塑性弹性体材料包含质量比为(1~4)∶(0.8~0.97)∶(0.03~0.2)的三元乙丙橡胶、聚丙烯和嵌段共聚物组合物。本发明提供的动态硫化热塑性弹性体材料兼具高强度和低永久变形性能。

4D打印可编程液态金属-液晶弹性体软体致动器

为了得到能够可控制形变的液晶弹性体,提高其在软体致动器和软体机器人领域的应用潜力,本文报道了一种基于液态金属(LM)-液晶弹性体(LCE)的光驱动软体致动器。该软体致动器通过4D打印技术制备而成,展现出了良好的形变可编程性。通过超声将LM分散在乙醇中,随后将LM微米颗粒混合到配置好的液晶溶液中得到均匀的LM-LCE墨水,利用4D打印技术对其墨水的取向结构进行编程,最终制备出具有特定形变的软体致动器。通过4D打印,分别制备了具有交替正交和圆锥形阵列取向结构的LM-LCE软体致动器。该致动器具有良好的光热性能,在808 nm红外激光照射下,在10 s内致动器表面温度可达120℃。基于优越的光热性能,交替正交取向结构的致动器可以快速产生弯曲形变;而圆锥形阵列取向结构的致动器则以螺旋中心为顶点产生凸起形变。基于4D打印技术,LM-LCE的光驱动软体致动器具有良好的形状可编程性,在动态和复杂的环境中展现出更加优异的适应性及可调节性,有望在医疗、军事和软体机器人领域得到广泛应用。

HTGACM弹性体:乙烯丙烯酸弹性体(AEM)的高性能替代品

已有研究将HyTempACM(聚丙烯酸酯橡胶)作为AEM(乙烯G丙烯酸酯弹性体)的替代品.AEM由杜邦公司以Vamac商品名推出,是一种出色的弹性体材料,与ACM一样,它在要求苛刻的汽车动力系统和传动系统中得到了广泛应用.

电缆绝缘用聚丙烯/弹性体复合材料的高温介电性能

为研究弹性体含量对聚丙烯(PP)不同温度下介电性能的影响,制备了不同聚烯烃弹性体(POE)含量的试样,并通过添加β成核剂的方式对聚丙烯晶型进行调控,以优化聚丙烯/弹性体复合体系的高温介电性能。试验结果表明,相较于POE体系,POE/成核剂体系的柔韧性和高温力学的稳定性提高,高温交流击穿强度也明显改善,90℃时,POE40-β的交流击穿强度比POE40高11.4%。此外,β成核剂的引入抑制了POE体系高温低频下相对介电常数的上升现象,并大大降低了高温下的损耗,90℃时,工频下的介质损耗因数从10^(-2)降到10^(-3),下降了一个数量级。研究结果表明,β成核剂的添加不仅可以改善聚丙烯/弹性体复合体系的力学性能和高温击穿强度,还提高了聚丙烯和弹性体的相容性,削弱了界面极化的作用,使其表现出更为优异的介电性能。

喷涂聚脲弹性体及复合结构抗爆抗冲击性能研究进展

防护结构的抗爆抗冲击性能是生命安全的重要保障,材料和结构是提高防护性能的2种主要途径。喷涂聚脲弹性体凭借良好的力学性能和耗能特性被广泛运用于抗爆抗冲击防护领域。从喷涂聚脲弹性体的抗冲击性能出发,介绍了不同试验方法下喷涂聚脲弹性体优异的爆炸冲击防护性能,分析喷涂聚脲弹性体在不同应变率和环境下良好的适应性,发现涂层厚度和涂层构造会对材料抗冲击性能产生影响;从材料微观层面以及阻抗失配的角度综述了喷涂聚脲弹性体的抗冲击机理,最后阐述了抗冲击复合结构的耗能机理以及优化方法,指出了喷涂聚脲弹性体以及复合结构尚存在的部分问题以及发展方向。

医疗器械用热塑性弹性体的制备及耐辐照性能

采用具有耐辐照特性的溴化聚(异丁烯-对甲基苯乙烯)(BIMS)为基体橡胶,与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)共混,以烷基苯酚二硫化物作为硫化交联剂,并配合一种生物基增塑剂,采用动态硫化工艺,制备了一种医疗器械用耐辐照动态硫化热塑性弹性体(TPV)。通过对不同剂量辐照后TPV的基本理化性质、顶空气相色谱、红外图谱、热稳定性、动态机械性能和力学性能对比分析研究发现,在辐照灭菌(≤40 kGy)后,产品性能未发生变化,可满足常规医疗器械用弹性体制品对耐辐照性能的要求。

新型聚乙烯弹性体导向的α-二亚胺镍配合物催化剂的研究进展

乙烯与α-烯烃共聚所制备的聚烯烃弹性体是聚烯烃材料的热点,可广泛应用于塑料相容剂、鞋底基材、光伏封装胶膜、微电子封装材料和弹性体纤维等高附加值产品领域。在我国缺少α-烯烃单体的形势下,迫切需要跨越传统共聚体系的新型催化剂。Brookhart型α-二亚胺镍(Ⅱ)配合物催化剂能够实现单一乙烯聚合制备聚乙烯弹性体,是特别值得重视和推进产业化的催化剂体系。该类催化剂在催化乙烯聚合过程中采用“链行走”机理,“通过调控催化剂结构,不仅可以调节催化活性,更重要地可实现对所得聚乙烯支链的有效剪裁”;这些微观结构可控的聚乙烯弹性体在具有窄分子量分布特点的基础上,涵盖了从低分子量(降凝剂)、中等分子量(膜材)到高分子量(高强度树脂)各个范围的聚合产物。综述了可制备乙烯低聚物,油性低分子量、中等分子量、高分子量甚至超高分子量全系列支化聚乙烯的α-二亚胺镍(Ⅱ)配合物的最新结构演变进展,对结构的改性包括N-芳基取代基的修饰、配体骨架结构的修饰和双核配体的利用三个部分;从空间效应和电子效应两方面探讨了配合物结构与催化性能的关系。α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂合成简单,具有中试放大基础和产业化推进的潜能,为单一乙烯聚合制备多品种新型聚乙烯弹性体奠定了良好基础。

喷涂聚氨酯弹性体加固砌体墙抗震性能试验研究

为提高村镇砖砌体墙结构抗震性能,采用喷涂聚氨酯技术对其进行加固。设计并制作了一片未加固砌体墙与两片加固后砌体墙,进行水平低周往复加载试验,主要研究加固形式(单面喷涂及双面喷涂)对砌体墙破坏形态、滞回特性、骨架曲线、变形性能、耗能能力和刚度退化等的影响。试验结果表明:喷涂聚氨酯弹性体可有效限制墙体开裂并延缓刚度退化,显著提高墙体的变形性能及耗能能力,而对墙体承载力及刚度影响有限。相较于单面喷涂加固,双面喷涂加固可更有效限制裂缝发展,维持墙体整体性,进一步提高墙体滞回性能、变形能力及耗能能力。

共混GAP基含能热塑性弹性体的氢键行为与力学性能

为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固化的GAP热塑性弹性体和IPDI固化的弹性体显示出不同的氢键行为和力学性能,通过物理共混得到了兼具抗拉强度及断裂延伸率的弹性体,50℃下抗拉强度高于1.5MPa,-40℃下延伸率不低于300%,相较于纯HMDI固化的弹性体,低温延伸率提升了约150%,IPDI固化的弹性体高温抗拉强度提升了约1.4MPa,说明通过共混可得到性能更为均衡的含能热塑性弹性体。

动态化学交联聚烯烃类弹性体研究进展

聚烯烃类弹性体是由乙烯与丙烯或其他高碳α-烯烃共聚而成的高端聚烯烃材料,具有出色的化学稳定性、耐候性和电绝缘性,广泛应用于光伏、汽车、电缆等领域。通过动态化学交联可在保证其加工性的前提下,进一步提高其力学性能与热稳定性,拓展应用范围。综述了动态化学交联聚烯烃弹性体的制备工艺,包括一步法直接交联和功能化后再交联(多步法)。详细介绍了后功能化、乙烯与功能化单体共聚等功能化方法。讨论了动态化学交联聚烯烃类弹性体的表征手段及其链结构、聚集态结构和性能之间的关系。展望了动态交联聚烯烃类弹性体的未来发展。为动态化学交联聚烯烃类弹性体的可控制备、构效关系研究以及高值应用提供理论指导与技术支持,推动高端聚烯烃材料的创新和发展。

高增塑PEG弹性体网络结构与力学性能关系

为了建立硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂中高增塑的聚乙二醇(PEG)基聚氨酯的微观结构与宏观力学性能的相关性,以缩二脲三异氰酸酯(N⁃100)为多官能度固化剂,与硝酸酯增塑的PEG混胶固化,制备了固化参数1.2~1.7的高增塑PEG弹性体。采用单轴拉伸、X射线衍射、低场核磁共振、平衡溶胀测试方法,对PEG弹性体交联网络微观结构特征进行研究,并基于低场核磁结果,分析了不同网链结构对高增塑PEG弹性体力学性能的影响。结果表明:由于高增塑的特性,PEG弹性体为非晶态,悬尾链与自由链总比例大于85%,交联网络结构完整度低,弹性体呈高伸长率、低抗拉强度和低初始模量的特点。弹性体抗拉强度和初始模量均与交联链网链密度呈正相关;随着物理暂时缠结网链密度的升高,最大伸长率先升高后降低。固化参数为1.6的CU⁃5弹性体交联网络最完整,抗拉强度为0.80 MPa,最大伸长率为1456%,力学性能最优。2种方法测得的网链密度满足低场核磁法交联链密度(νL,A)<溶胀法网链密度(νs)<低场核磁法交联链与悬尾链总网链密度(ν_(L,A+B))的大小关系。