原位生成甲基丙烯酸锌对天然橡胶补强的研究

在天然橡胶(NR)混炼过程中加入氧化锌与甲基丙烯酸(MAA),在橡胶基体中原位生成甲基丙烯酸锌(ZDMA),并在硫化剂过氧化二异丙苯作用下制备NR/ZnO/MAA硫化胶。用扫描电镜、透射电镜研究了硫化胶的形态,并研究了制备条件对硫化胶力学性能的影响,结果表明,在155℃硫化温度,DCP用量为1.5～2 0质量份(phr)条件下,NR硫化胶具有较佳的力学性能。随着ZnO/MAA用量的增加,硫化胶定伸应力、拉伸强度和撕裂强度显著增加,表现出显著的补强作用。

原位生成甲基丙烯酸锌增强天然橡胶的结构和性能

用ZnO与甲基丙烯酸(MAA)在天然橡胶(NR)基体中原位生成甲基丙烯酸锌(ZDMA),并在硫化剂过氧化二异丙苯(DCP)作用下制备了NR/ZnO/MAA纳米复合材料。用傅里叶变换红外光谱法、X射线衍射法、能量色散X射线法和扫描电子显微镜法分析了NR在混炼和硫化过程中的结构和形态变化,并研究了硫化胶的力学性能。结果表明,在NR混炼过程中加入摩尔比为0.5的ZnO/MAA,可以原位生成ZDMA;在硫化过程中,ZDMA在DCP作用下发生复杂化学反应,形成界面紧密结合的纳米复合材料,导致硫化胶的力学性能显著提高。当ZnO/MAA为40份时,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率分别为30.6MPa,54.7kN/m,410%,其增强效果优于直接添加ZDMA。

甲基丙烯酸锌在NBR／木质素中的应用

研究了α－甲基丙烯酸锌（ＭＡＡ一Ｚｎ）对ＮＢＲ／木质素（１００／１００，质量比）硫化胶性能的影响。结果表明，加入１．５～５．０份ＭＡＡ－Ｚｎ，可提高硫化胶的１００％定伸应力、硬度和抗压缩永久变形能力，但对其他力学性能影响甚微。经分析可知，ＭＡＡ－Ｚｎ还可以降低硫化反应活化能、提高硫化胶的交联密度和耐热老化性能。

甲基丙烯酸锌对EPDM的补强作用

研究了在过氧化物硫化体系中 ,甲基丙烯酸锌 [Zn(MAA) 2 ]和硫化剂DCP的用量对EPDM胶料性能的影响。试验结果表明 ,Zn(MAA) 2 用量的增大对EPDM胶料粘度的影响不大 ,但可显著提高硫化速度和硫化程度 ;随着Zn(MAA) 2 用量的增大 ,EPDM硫化胶的邵尔A型硬度逐渐增大 ,拉伸强度和扯断伸长率都是先升高再下降。当硫化剂DCP用量为 1 0份时 ,EPDM硫化胶具有最佳的综合性能。Zn(MAA) 2 的补强效果与EPDM的物理化学性质有关 ,乙烯质量分数和第三单体ENB质量分数高时补强效果好。

甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米混杂复合材料 Ⅰ.微观结构与力学性能

用SEM和TEM对甲基丙烯酸锌(ZDMA)粒子及其填充的丁腈橡胶(NBR)混炼胶和硫化胶进行了观察,结果发现,在溶解效应和剪切效应的共同作用下,大多数ZDMA粒子在其NBR混炼胶中的尺寸由混入前的几十微米缩小到10μm以下;进而由过氧化物引发进行原位自聚合并参与交联反应,大部分粒子尺寸继续缩小,并生成20～30nm的聚甲基丙烯酸锌粒子。最终的复合材料中含有大量的纳米粒子和少量残余的微米粒子,可称为纳米-微米混杂复合材料。研究了4种丙烯酸金属盐增强NBR的力学性能,结果表明它们的综合力学性能均高于用炭黑N220增强的橡胶,具有较高的拉伸强度、100%定伸应力和撕裂强度。

甲基丙烯酸锌增强弹性体的相态研究 II.硫化胶料(英文)

利用扫描电子显微镜(SEM)和透视电子显微镜(TEM)研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体(包括BR,SBR,EPDM,NBR,EPM,POE和HNBR)的微观相态结构。发现在各体系的硫化胶料中均存在两类基本分散结构:纳米分散结构和微米分散结构。其中纳米增强结构是在胶料过氧化物交联过程中由ZDMA原位聚合生成的;而微米结构就是残余的ZDMA颗粒。这两种结构的尺寸及相对含量因不同的复合体系而不同。对于BR和SBR体系,其微米分散结构较其他体系更多,且纳米分散结构的尺寸相对略小。而在EPDM,NBR,EPM,POE,HNBR中,微米分散结构较少,且纳米分散结构的尺寸相对较大。还研究了ZDMA颗粒的原生尺寸对硫化胶料的相态结构的影响,发现在POE体系,较大的ZDMA原生尺寸将造成其硫化胶料中微米分散结构的大量增多;而EPDM,EPM,NBR,HNBR胶料的相态则对ZDMA原生尺寸的变化不敏感。硫化胶料的微观相态的差异必将对其物理机械性能产生直接的影响。

甲基丙烯酸锌/炭黑增强氢化丁腈橡胶的性能

分别以炭黑、甲基丙烯酸锌(ZDMA)及两者并用为增强剂填充氢化丁腈橡胶(HNBR),研究了HNBR混炼胶的硫化特征,考察了增强剂种类、炭黑与ZDMA并用比、温度对HNBR硫化胶物理机械性能的影响,并评价了用ZDMA/炭黑增强HNBR制得的封隔器胶筒的高温高压密封性能。结果表明,相比炭黑,ZDMA增强HNBR混炼胶的焦烧时间和正硫化时间均大幅度缩短,最大转矩大幅度提高;常温下炭黑的粒径越小,其填充HNBR硫化胶的物理机械性能越好,但劣于ZDMA填充HNBR硫化胶,ZDMA/炭黑填充HNBR硫化胶的拉伸强度比纯ZDMA填充HNBR硫化胶低,但同时永久变形也降低;在高温下,ZDMA/炭黑增强HNBR硫化胶的拉伸强度和撕裂强度具有较高的保持率,且随着温度的升高,降低速率低于纯ZDMA增强HNBR硫化胶,但前者的扯断伸长率高于后者,而永久变形小于后者;ZDMA/炭黑增强HNBR硫化胶具有优异的耐热空气老化性能,且以其制得的封隔器胶筒能够在180℃、30 MPa的压差下保持较好的密封效果。

甲基丙烯酸锌在NBR中的应用

研究了甲基丙烯酸锌 [Zn(MAA)2]对硫黄和过氧化物硫化体系 NBR的硫化特性、力学性能及耐热氧老化性能的影响。结果表明， Zn(MAA)2提高了 NBR硫化胶的力学性能和耐热氧老化性能。对于硫黄硫化体系， Zn(MAA)2使正硫化延长；对于过氧化物硫化体系，则使之缩短。差示扫描量热分析表明， Zn(MAA)2在 2种硫化体系中的硫化机理有所不同。

原位合成甲基丙烯酸锌增强氢化丁腈橡胶

用ZnO和甲基丙烯酸(MAA)经原位反应合成了甲基丙烯酸锌(ZDMA),将其作为增强剂用以增强氢化丁腈橡胶(HNBR),研究了ZnO/MAA(摩尔比,下同)、过氧化二异丙苯(DCP)用量和ZDMA用量对硫化胶力学性能的影响。结果表明,当ZnO/MAA为0 8,DCP用量为4份(质量,下同)时,原位合成ZDMA能够显著地提高HNBR的力学性能。随着ZDMA理论生成量的增加,硫化胶的拉伸强度先增加后减少,当ZDMA理论生成量为30份时,硫化胶的最大拉伸强度为47 2MPa,而扯断伸长率保持在393%以上; 100%定伸应力随ZDMA理论生成量的增加而增加。经傅里叶变换红外光谱法和广角X光衍射法分析表明,在HNBR混炼过程中,ZnO和MAA可以原位生成ZDMA。

甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米混杂复合材料 Ⅱ.微观结构与宏观性能

研究了甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米复合材料的应力-应变特性,物理机械性能与温度间的依赖关系及动态压缩疲劳性能。推测了复合材料内部可能存在的多种物理和化学结构,并提出了一些模型。认为离子键及其所形成的离子簇易于在外力和热的作用下松弛,使材料的伸长率和永久变形增大,高温性能下降,同时也对材料的常温强度产生贡献。聚甲基丙烯酸锌纳米粒子强的内聚能及其与橡胶间的化学接枝是材料高温性能优异和常温高强度的主要原因。

甲基丙烯酸锌与蒙脱土补强天然橡胶的研究

采用共混炼法制备了甲基丙烯酸锌(ZDMA)/蒙脱土(MMT)/天然橡胶(NR)复合材料.系统研究了ZDMA/MMT并用对NR补强效果的影响,并研究了其耐老化和耐酸碱性能.研究表明:添加了ZDMA和MMT后,NR截面变得不规整,ZDMA和MMT与橡胶基体的相互作用较弱.与只添加MMT复合材料相比,同时添加ZDMA和MMT复合材料后的橡胶复合材料有更好的补强作用,耐热氧老化性能较优,其耐酸碱性能也得到了提高,并且在ZDMA/MMT的添加量为10∶10时,性能达到最好.

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。

氢氧化甲基丙烯酸锌/炭黑协同增强氢化丁腈橡胶硫化过程中的形态演变及性能

以氢氧化甲基丙烯酸锌(HZMMA)和炭黑N774为混合补强剂,制备出HZMMA/N774增强的氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料。采用差示扫描量热(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)研究了复合材料硫化过程中的形态结构演变及力学性能的变化。结果表明,在硫化剂过氧化二异丙苯(DCP)作用下,HZMMA的不饱和双键的伸缩振动吸收峰和晶体的特征衍射峰迅速消失。随着硫化时间的延长,橡胶复合材料的拉伸强度和100%定伸强度小幅增大,撕裂强度和扯断伸长率逐渐减小。经过二段硫化,其100%定伸强度戏剧性增加,拉伸强度和硬度进一步增加,断裂伸长率和撕裂强度下降。

单甲基丙烯酸锌改性氢化丁腈橡胶老化过程的力学性能演变及其老化动力学

以单甲基丙烯酸锌(HZMMA)为反应型增强剂,制备了HZMMA改性的氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料,研究了无氧、高温条件下HNBR复合材料老化过程的力学性能演变、老化行为及其老化动力学。结果表明,在180℃和200℃的老化温度下,老化前期HNBR/N 990/HZMMA、HNBR/HZMMA复合材料的拉伸强度有所增加,出现极值现象;随着老化时间的延长,材料的拉伸强度呈现逐渐下降的趋势,HNBR/HZMMA复合材料的拉伸强度下降较为缓慢。建立了HNBR/HZMMA复合材料的老化动力学模型,依此模型预测该材料在150℃下的使用寿命超过3年,HNBR/HZMMA复合材料具有优异的耐热老化性能。

甲基丙烯酸锌与炭黑共同补强天然橡胶的研究

在开放式炼胶机上,分别以直接添加和原位生成2种方法向天然橡胶(NR)基体中添加甲基丙烯酸锌(ZDMA),制备了2种类型的ZDMA与炭黑共同补强的NR硫化胶,X射线衍射(XRD)分析证实,成功制备了ZDMA。扫描电镜(SEM)研究表明,原位生成ZDMA硫化胶的断面比直接添加ZD-MA硫化胶的粗糙很多,表现出更强的界面结合力。力学性能研究表明,用ZDMA部分替代炭黑,可以有效提高硫化胶的力学性能。在相同添加量下,原位生成ZDMA硫化胶的力学性能优于直接填充ZD-MA硫化胶的。

埃洛石纳米管/甲基丙烯酸锌并用补强SBR的研究

采用埃洛石纳米管(HNTs)和甲基丙烯酸锌(ZDMA)并用制备HNTs/ZDMA/SBR复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明,ZDMA能同时与HNTs和SBR形成化学或物理作用,增强SBR与HNTs的界面作用,提高交联密度,并促进HNTs在橡胶基体中的取向,从而显著提高复合材料的热稳定性和物理性能。

羟甲基丙烯酸锌的反应特征及其对氢化丁腈橡胶的增强规律

通过差示量热(DSC)确定了羟甲基丙烯酸锌(HZMMA)在升温过程中的吸放热特征温度,用原位变温红外光谱法研究了HZMMA的结构变化。结果表明:HZMMA在升温过程中依次发生了结晶熔融吸热、聚合反应放热、高温分解等情况;对应的结构发生了Zn-OH的脱水缩合反应,CH2C—的不饱和双键发生了加聚反应。详细探讨了HZMMA对HZMMA/氢化丁腈橡胶(HZMMA/HNBR)复合材料力学性能和热性能的影响。系统力学测试表明HZMMA能明显提高HZMMA/HNBR复合材料的力学性能,当HZMMA用量为30份时,复合材料的拉伸强度达到最大值。DSC数据显示HZMMA提高了HZMMA/HNBR复合材料的玻璃化转变温度。

甲基丙烯酸锌补强氢化丁腈橡胶耐老化性能的研究

试验研究甲基丙烯酸锌(ZDMA)补强氢化丁腈橡胶(HNBR)热空气老化前后的物理性能和动态力学性能。结果表明:随着ZDMA用量的增大,HNBR胶料的t_(10)和t_(90)缩短,M_L和M_H增大,硫化胶的邵尔A型硬度和100%定伸应力增大,拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小;经热空气老化后,随着老化时间的延长,HNBR硫化胶的邵尔A型硬度和100%定伸应力增大,拉伸强度和拉断伸长率减小;延长老化时间或增大ZDMA用量,HNBR硫化胶的储能模量和损耗模量增大,损耗因子峰值逐渐减小,损耗模量峰值和玻璃化温度逐渐向高温方向移动。

化学沉淀法合成甲基丙烯酸锌纳米晶粉体

以甲基丙烯酸、氢氧化钠、氯化锌、氨水等为主要原料,采用化学沉淀法在室温下合成了晶粒尺寸只有几十纳米的甲基丙烯酸锌粉体(ZMA);以FTIR,XRD,NMR,TEM等分析方法对粉体进行了表征,确认了产物的结构及其所属晶系;将合成产物与美国产SR-634甲基丙烯酸锌进行了性能比较,合成产物的平均粒径为40.6 nm,接近于后者的31.4 nm;讨论了氯化锌溶液的滴加速率、ZMA浓度、搅拌速率等因素对合成的甲基丙烯酸锌粉体粒径的影响;得到最优化实验条件为:氯化锌溶液的滴加速率0.5 mL/m in,ZMA浓度4.2 mol/L,搅拌速率100 r/m in,在此条件下,甲基丙烯酸锌收率达80.4%。

单甲基丙烯酸锌增强丁腈及氢化丁腈橡胶复合材料的热氧老化研究

论文研究了单甲基丙烯酸锌(HZMMA)、HZMMA和炭黑混合物、炭黑增强丁腈(NBR)橡胶及氢化丁腈(HNBR)复合材料的热氧老化行为。实验结果表明:单甲基丙烯酸锌(HZMMA)对丁腈(NBR)橡胶及氢化丁腈(HNBR)均表现出良好的增强作用,丁腈橡胶复合材料的使用温度上限不能超过150℃。氢化丁腈橡胶复合材料在130℃下老化时,由于物理交联点和化学交联点的共同作用,橡胶复合材料老化1周的拉伸强度和100%定伸强度均出现极值点,随着老化时间的进一步延长,材料的力学性能逐渐下降。材料的断裂伸长率随着老化时间的延长,呈单调递减趋势。老化温度越高,HZMMA的耐热氧老化效果愈加显著。HZMMA、HZMMA和炭黑混合物、炭黑等增强的HNBR橡胶复合材料的耐热氧老化能力的顺序为HZMMA>HZMMA/炭黑混合物>炭黑。