Novel Green resource material:Eucommia Ulmoides Gum

Eucommia ulmoides gum(EUG),main composition is trans-1,4-polyisoprene,is a natural polymer extracted from Eucommia ulmoides plant tissue.Benefiting from the crystallization ability and rubber-plastic duality,it can be applied to a variety of fields,including aerospace,national defense,healthcare,transportation,sports,and con-struction.Herein,we summarized recent progress in EUG research concerning efficient extraction methods,crys-tallization characteristics and novel functional EUG materials focused on the relationship between its molecular structure,crystallization behavior,phase structure,and properties.Furthermore,the research and development directions of EUG for the development of its new materials have been outlined.

新型橡杜复合改性沥青的制备参数研究

为改善橡胶沥青的高温性能和储存稳定性能,基于具有橡塑二重性的可再生资源——杜仲胶对橡胶沥青的改性增强机理,以沥青常规性能试验和微观观测为手段,研究了杜仲胶与橡胶粉反应时间和温度、橡杜复合改性剂掺量对橡杜复合改性沥青(REMA)性能的影响,提出了最佳制备工艺。结果表明:杜仲胶能够显著改善橡胶沥青的性能,REMA具有很好的施工和易性和储存稳定性;改性剂掺量对REMA的性能有显著的影响,杜仲胶和橡胶粉反应时间对REMA影响较大,杜仲胶和橡胶粉反应温度对REMA影响较小。结合宏观性能试验结果和微观检测分析,制备REMA的最佳工艺参数为:杜仲胶和橡胶粉反应时间为1.0~1.5 h,杜仲胶和橡胶粉反应温度为170~180℃,橡杜复合改性剂掺量为基质沥青质量的20%~25%。

金属配位键改性环氧化杜仲胶的制备与性能研究

在环氧化杜仲胶(EEUG)中引入FeCl_(3),制备了基于Fe^(3+)-O金属配位键的EEUG复合材料,研究了Fe^(3+)-O配位键对EEUG硫化性能、结晶性能、力学性能及阻尼性能的影响。结果表明:Fe3+与环氧基团发生了络合反应,这种相互作用会随温度的升高逐渐减弱;配位键的存在会抑制EEUGβ晶型的形成,使复合材料结晶能力下降;配位键对杜仲胶硫化过程的影响主要体现在硫化诱导期,配位键数量越多焦烧时间越短;配位键通过充当“动态牺牲键”大幅提高了复合材料的力学强度,添加3份氯化铁后,EEUG-29.8%复合材料的拉伸强度由2 MPa提升至7 MPa;此外,Fe^(3+)与环氧基团之间的配位交联作用通过限制EEUG分子链运动实现了对复合材料阻尼性能的调控,相较于EEUG-29.8%复合材料,添加3份FeCl3后的复合材料阻尼峰位置由-25℃移动至0℃,有效阻尼温域由-40℃~-16℃升至-23℃~19℃,显著提高了EEUG复合材料常温下的阻尼性能。

羟基化杜仲胶的制备及其改性UV 固化聚氨酯自修复涂层的研究

为了解决杜仲胶结晶性导致的溶解性差的问题,以便其直接用于改性涂料、黏合剂,基于巯基-烯点击化学反应,采用巯基乙醇与杜仲胶在365 nm紫外光照射条件下合成了羟基化杜仲胶(HEUG),以破坏其结晶性,增强溶解性能。同时,研究了杜仲胶羟基化改性中水、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿为溶剂、碳碳双键与巯基的物质的量比与反应时间等对羟基化程度的影响。研究了羟基化杜仲胶对自修复聚氨酯(DSPU)涂层的力学性能、柔韧性、耐溶剂性、附着力以及自修复性能的影响。研究表明,改性后的杜仲胶在常见溶剂中具有优良的溶解性能,且羟基化改性时溶剂为氯仿、反应时间为6 h、巯基与碳碳双键物质的量比为3∶1时,羟基化程度最高,为156 mgKOH/g。将HEUG与自制的自修复聚氨酯树脂复合时,HEUG用量为5%是最优添加量,此时涂层的力学性能强、断裂伸长率高、自修复快、透明度高、涂层的基本性能良好。

不同杜仲胶接枝配方对橡胶沥青储存稳定性的影响

利用杜仲胶双键结构特性,通过桥接作用分别将橡胶粉与沥青接枝到杜仲胶上,形成沥青-杜仲胶-橡胶粉的结构形式,提升橡胶沥青储存稳定性。首先采用AIBN和BPO两种引发剂,与不同掺量的马来酸酐和杜仲胶制备多组接枝杜仲胶,通过测定接枝杜仲胶的接枝率标准曲线,分析引发剂、马来酸酐和杜仲胶含量对接枝率的影响;然后用不同接枝杜仲胶制备了橡胶沥青,采用DSR试验的剪切模量和离析试验的软化点差作为橡胶沥青储存稳定性评判指标,评价不同接枝杜仲胶改性橡胶沥青的储存稳定性;最后通过荧光显微镜观察了橡胶沥青的微观表征,从微观层面分析了不同接枝杜仲胶组对橡胶沥青储存稳定性的影响。试验结果表明橡胶沥青储存稳定性的高低与胶粉是否改性、改性效果呈正相关,采用接枝率高的杜仲胶改性胶粉效果更好,制备的橡胶沥青存储稳定性也优于未采用杜仲胶改性橡胶沥青;在引发剂类型选择方面,宏观微观试验都验证了采用AIBN作为引发剂制备的接枝杜仲胶采用BPO为引发剂制备的接枝杜仲胶对橡胶沥青体系稳定性的提升作用更为显著;在接枝物比例方面,当m(EUG)∶m(MAH)∶m(AIBN)=4∶1∶0.15时杜仲胶接枝率最高,接枝杜仲胶与橡胶粉能在沥青中稳定悬浮与有序扩散,不会在沥青中发生沉降,建议可采用该掺配比例生产橡胶沥青。

硫化杜仲胶改性沥青的微观结构及热解过程分析

以天然植物基杜仲胶(EUG)为原料,制备了硫化杜仲胶改性沥青(VEUGMA),并对其微观结构和热解过程进行了研究.结果表明:与基质沥青相比,VEUGMA具有更小的针入度、更高的软化点、更大的延度和黏度,以及较好的高温抗变形和低温抗裂能力;与基质沥青相比,VEUGMA蜂型结构数量更多且尺寸更小,均方根粗糙度更小,黏附力更大,热解温度更高,以及CO_(2)和CO释放量更小;在基质沥青中加入6%EUG和3.5%硫磺(以EUG质量计)取得的改性效果最佳.

HDPE/EUG弯曲样条的受热形状回复行为

用挤出机将高密度聚乙烯(HDPE)与杜仲胶(EUG)进行熔融共混,研究了共混比对HDPE/EUG的熔融、结晶和热力学性能及弯曲形状回复性能的影响。结果表明,随着HDPE中EUG含量的增加,结晶峰向低温方向移动,而HDPE含量的增加诱导EUG结晶温度提高。当二次升温时,当HDPE中的EUG添加量增大时,熔融峰向高温偏移,当HDPE的含量增大时,EUG的熔融峰向低温偏移。热力学测试和弯曲样品受热回复过程中,变形呈现3个温度区间分别为低温慢速区、中温快速回复区和高温下中速回复区。随着EUG含量的增加,区间转变向低温偏移,这是由于,低熔点EUG更容易发生受热活化回复现象,因此,调整共混比例可以控制形状回复速度,回复程度随加热温度而改变。

不同硫化体系对杜仲胶复合材料电磁屏蔽效能的影响

研究了普通硫化(CV)体系、半有效硫化(SEV)体系、有效硫化(EV)体系和过氧化二异丙苯(DCP)硫化体系对杜仲胶(EUG)复合材料力学性能及电磁屏蔽效能的影响。结果表明,CV体系、SEV体系和EV体系的硫化速率相差不大,而DCP硫化体系的硫化速率和交联程度最低,并且表现出最高的结晶程度;硫黄硫化体系EUG复合材料的扯断伸长率均高于过氧化物硫化体系,但拉伸强度较低,相较于硫黄硫化体系,使用DCP硫化时EUG复合材料的拉伸强度最高可提升10.6%;硫黄硫化体系EUG复合材料表现出较高的电导率,其交联密度更大,有利于导电网络的形成;EV体系EUG复合材料的电磁屏蔽效能较未硫化时提升了22%。

环氧化杜仲胶湿法接枝二氧化硅的制备与性能

首先对杜仲胶(EUG)进行环氧化改性得到环氧化EUG(EEUG),然后对EEUG进行湿法接枝二氧化硅(SiO_(2))制备出EEUG接枝SiO_(2)复合材料(EEUG-g-SiO_(2)),研究了EEUG-g-SiO_(2)复合材料的结构与性能。结果表明,相较于机械共混物EUG/SiO_(2)和EEUG/SiO_(2),EEUG-g-SiO_(2)硫化胶中纳米SiO_(2)的分散性改善明显,力学性能大幅度提升;与EUG/SiO_(2)硫化胶相比,EEUG-g-SiO_(2)硫化胶的撕裂强度提高了30.9%,耐疲劳性能提升了575.0%,磨耗量降低了94%;与EEUG/SiO_(2)硫化胶相比,EEUG-g-SiO_(2)硫化胶的撕裂强度提高了10.5%,耐疲劳性能提升了68.6%,磨耗量降低了72%,压缩生热明显降低。

一种运动防护用具适用的杜仲胶配比优化及特性分析

为提高护具的防护性能,试验通过硫化交联软化的方式对杜仲胶配比优化制备一种复合胶材料,并研究硫磺添加份数对材料性能的影响。结果表明,在复合胶材料中添加适量的硫磺,可以提高其交联程度,使其硬度减小,冲击防护性能提高。当在复合胶材料中添加1phr硫磺时,材料的硬度和拉伸强度分别为40HD、31.4MPa,最大传递冲击力降幅达到11.6%,冲击力持续时间得到延长,材料具备较好的冲击防护性能。该复合胶材料在体育防护用具中应用时,材料在多次冲击后的冲击防护性能依然良好。

杜仲翅果综合开发及药理作用

为进一步总结分析杜仲翅果在用于杜仲有性繁殖外的综合开发利用情况,本研究对其生物学形态、主要化学成分、杜仲籽油、杜仲胶、相关行业应用及其药理作用等进行了概述。杜仲翅果的生物学形态丰富;主要的化学成分包括木脂素类、环烯醚萜类、黄酮类和酚酸类化合物等,还含有多种氨基酸、粗纤维和微生物;目前有关杜仲翅果的应用主要是利用其分离纯化得到杜仲籽油和杜仲胶,实现其在食品、化妆品、化工和医药方面的广泛应用;该植物中含有脂肪酸、绿原酸和桃叶珊瑚苷等活性成分,具有预防骨质疏松,抗炎抑菌镇痛,降压降血脂,增强免疫力,抗氧化和利尿利胆等药理作用,是重要的药用和食用资源之一。研究为杜仲翅果的综合开发利用提供参考。

不同温度条件下溶剂循环溶解-析出提取杜仲胶

在杜仲树中杜仲胶以晶体微粒的形式存在,必需用溶剂提取或机械破坏植物组织来获取。虽然溶剂法的效率更高,但溶剂的消耗量大,污染环境严重。我们的研究发现,杜仲胶在热的石油醚中(约80℃)有很高的溶解度,冷却到40℃时有胶丝析出,当温度降到-20℃以下,杜仲胶几乎能较完全从石油醚中析出,回收的溶剂可继续用于下一次杜仲胶的提取,溶剂可循环使用。由于其他杂质仍以溶解态保留在溶剂中,回收的杜仲胶纯度高。此外,整个实验方法的溶剂损失少,对环境的污染小,制备方法简便。

天然高分子材料杜仲胶的特性及研究进展

概述了杜仲胶与天然橡胶相比在结构上的不同特性,总结了杜仲胶不同方式的提取方法,介绍了杜仲胶不同方法的改性研究以及其在应用开发研究的新进展,对杜仲胶今后研究的发展方向进行了展望。

乳液法环氧化改性天然杜仲胶

天然杜仲胶(EUG)分子链中含有亲水性的酯基,利用这一特点,采用乳液法制备了环氧化改性杜仲胶(EEUG)。通过差示扫描量热法和核磁共振等手段对EEUG进行了表征;讨论了固含量对乳液体系的稳定性和环氧化反应的影响,并对环氧度对产物的熔融-结晶行为和对硫化胶的拉伸性能、硬度及耐油性的影响进行了分析。结果表明,环氧度对环氧化产物的结晶和力学性能影响显著。随环氧度增加,产物结晶度逐渐降低,环氧度为25.4%时完全失去结晶能力;随环氧度增加,硫化胶的拉伸强度和硬度均下降,但是断裂伸长率明显增加,由硬质结晶材料转变为软而韧的弹性体。环氧化杜仲胶硫化胶的耐油性明显优于纯杜仲胶。

杜仲/天然共混硫化胶的结晶与动态力学性能

对杜仲胶(EUG)与天然橡胶(NR)的共混硫化胶在普通硫化体系中的静态力学性能及动态伸张疲劳性能进行了研究。结果表明,含有适量杜仲胶的胶料具有良好的包辊性,混炼胶停放冷却时,胶料挺性较好。掺用杜仲胶的共混硫化胶的拉伸强度、断裂伸长率略有下降,定伸应力、硬度(邵尔A)有所提高,动态压缩生热降低,耐疲劳性能、磨耗性能优异;通过X射线衍射和橡胶加工分析仪分析以及扫描电镜分析,产生这一现象与体系内杜仲胶存在的微晶的变化与作用有关。

杜仲橡胶在减震材料及制品中的应用研究

研究杜仲橡胶与天然橡胶(NR)以及氯丁橡胶(CR)并用胶的性能及其在球形关节和空气弹簧减震制品中的应用。结果表明,在NR和CR中分别并用少量杜仲橡胶,可以在保持原胶料综合性能基本不变的前提下,大幅提高NR和CR的耐屈挠性能,并能提高相应减震制品的耐疲劳性能。

我国杜仲胶的发展现状与展望

综述了杜仲胶的发展历程、提取方法、相关专利等方面的研究状况,对相应的市场进行了简要分析,同时指出目前杜仲胶研究存在的问题,对杜仲胶今后的研究方向进行了展望。

杜仲胶/天然橡胶并用硫化胶的力学性能

采用常规硫化方法,将杜仲胶(EUG)与天然橡胶(NR)共混硫化,研究不同EUG含量对并用硫化胶的力学性能、应力软化效应及动态力学性能的影响;并通过差示扫描量热法(DSC)对内部结晶进行表征,通过扫描电子显微镜(SEM)对硫化胶拉伸断面进行观察。实验结果表明,加入EUG使得并用硫化胶的断裂伸长率和拉伸强度都有所下降、应力和应变也逐渐降低;100%定伸应力和300%定伸应力增加;应力软化现象提高;玻璃化转变温度(T_g)向低温移动,储能模量降低。通过SEM的观察和DSC测试可知硫化胶内部含有部分结晶。

复合酶解法提取的天然杜仲胶结构及提胶效率分析

以复合酶解处理的杜仲树叶、皮、籽为原料,石油醚为溶剂,在一定温度下进行提胶,采用偏光显微镜、核磁氢谱、凝胶渗透色谱对杜仲原丝、所提取产物的结构进行了表征,并对产物相对分子质量和提胶效率进行了研究.结果表明,提取出的杜仲胶中几乎不含有顺1,4聚异戊二烯,具有较大的相对分子质量,达30万～40万.

接枝杜仲胶改性沥青路用性能

为了进一步完善SBS改性沥青性能,降低合成高分子改性剂受原油价格和产量的影响程度,在天然高分子材料杜仲胶上接枝能与沥青氮基反应的官能团马来酸酐,形成一种新的天然沥青改性剂接枝杜仲胶.分析了接枝杜仲胶的生成方法与改性沥青的机理,根据杜仲胶接枝产物的红外光谱,确定了接枝产物的物理表征.将接枝杜仲胶与SBS复合后改性沥青,进行了沥青和沥青混合料的高低温和老化性能试验.试验结果表明:当小于2%掺量的接枝杜仲胶加入SBS改性沥青后能提高其高温和抗老化性能,不降低低温性能,而且1.5%掺量接枝杜仲胶对SBS改性沥青性能提高最为明显;接枝杜仲胶取代一部分SBS后,沥青混合料除了低温性能相当外,强度、高温和水稳性能均得到不同程度的提高.接枝杜仲胶取代一部分SBS后不降低而是增强了改性沥青的使用品质,也减少了合成高分子材料的用量.