生物基环氧化天然橡胶形状记忆复合材料的制备与性能

以壳聚糖作为填料、脱蛋白环氧化天然橡胶(ENR)作为基质材料,制备了生物基形状记忆复合材料,通过傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、电子万能试验机等研究了该形状记忆复合材料的微观结构、力学性能及形状记忆性能。结果表明,加入壳聚糖后ENR的有序结晶相以更小、更均匀的尺寸分散在整个体系中;由于壳聚糖的增强增韧作用,该形状记忆复合材料的耐磨性能增强、力学性能逐渐提高。此外,壳聚糖的加入进一步提高了ENR的形状记忆性能。

微藻生物油对橡胶/SBS改性沥青性能的影响

为了改善橡胶粉与基质沥青的相容性,采用微藻生物油(MB)对橡胶粉进行改性,并与质量分数为5%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)复合制备了改性沥青;通过红外光谱和扫描电子显微镜,分析了橡胶粉改性前后的变化;采用黏度、荧光、相分离测试,分析了改性前后橡胶在沥青中的分散性;通过动态剪切流变和多重应力蠕变恢复试验,分析了改性沥青的力学性能和耐老化性能。结果表明,MB的掺入提高混合体系中轻组分占比,促进胶粉(CR)在沥青中的溶胀发育,提高了改性沥青的贮藏稳定性、黏弹性和抗车辙性。

基于性能演变的富油胶粉再生剂-老化沥青融合行为分析

富油胶粉(ORR)再生剂是由餐饮废油(CWO)与胶粉(RP)在一定的工艺下共混制备的环保型生物再生剂,其综合利用了CWO和RP的优势,有助于实现老化沥青再生过程中的高低温性能均衡.然而,油胶两相的特征导致ORR再生剂与老化沥青的融合行为较为复杂,不利于洞察ORR再生剂的应用潜力.本研究设计了再生剂-老化沥青融合试验,依据不同取样深度老化沥青样品的性能演变分析了温度和时间影响下ORR再生剂-老化沥青的融合效率及特征,并通过红外光谱检测技术进行了验证.同时,对比了ORR再生剂和CWO与老化沥青融合行为的差异,以期更加明晰地展现ORR再生剂-老化沥青的融合特征.结果表明,升高温度及延长时间有利于ORR再生剂-老化沥青的融合.与130℃融合温度相比,在150℃融合温度下延长融合时间更有利于ORR再生剂与老化沥青的融合.此外,130℃的融合温度下,ORR再生剂中降解RP成分进入老化沥青滞后于CWO成分.但在150℃的融合温度下,降解RP成分进入老化沥青滞后于CWO成分的现象并不明显.整体来说,ORR再生剂与老化沥青的融合效率不及CWO,但两者的差异并不显著.建议在150℃以上拌合ORR再生剂与沥青混合料回收料(RAP),以确保ORR再生剂尽可能充分发挥再生作用.研究成果可以促进ORR再生剂的工程应用,研究方法也可以为类似研究提供参考.

生物油/胶粉改性沥青性能研究

为解决高掺量胶粉改性沥青的存储稳定性问题,采用生物油与胶粉复合改性方法制备胶粉改性沥青和生物油/胶粉改性沥青。通过常规物理性能试验及流变试验,研究了复合改性沥青的存储稳定性及高低温性能。试验结果表明:生物油有效提升了胶粉改性沥青的存储稳定性;生物油/胶粉改性沥青的高温性能略低于胶粉改性沥青;生物油能够提升胶粉改性沥青的低温性能。

大掺量橡胶粉改性生物沥青混合料性能及应用技术研究

为全面分析大掺量橡胶粉改性生物沥青推广应用的可行性,文章采用20%的橡胶粉、30%的生物油和50%的90号道路石油沥青,制备替代量为50%的大掺量橡胶粉改性生物沥青,通过室内对比试验及工程应用,系统研究了大掺量橡胶粉改性生物沥青混合料的各项性能和工程应用效果,并依托工程应用测算经济环保效益。结果表明:在50%的高替代量下,橡胶粉改性生物沥青混合料的残留稳定度为93%,冻融劈裂强度比为81%,60℃动稳定度为5 564次·min^(-1),-10℃弯曲应变为3 160με,各项性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中1-2气候分区的路用性能要求。铺设的试验路段具有良好的路用性能,路面压实度、渗水系数、构造深度和摆式摩擦系数均满足规范要求。经计算,在降低路面施工成本的前提下,大掺量橡胶粉改性生物沥青路面的环保效果显著,具有较好的经济效益和社会效益,适合在实际工程中推广应用。

表面改性对澳洲坚果壳/天然橡胶复合材料结构与性能的影响

以天然橡胶(NR)为基体、澳洲坚果壳粉(MNS)为填料,通过双辊开炼制备了澳洲坚果壳粉/天然橡胶(NR/MNS)复合材料,采用红外光谱、热重分析仪、扫描电镜、差热分析仪,万能试验机等表征了MNS及其与NR复合材料的结构和性能,讨论了不同表面改性对MNS/NR复合材料结构与性能的影响。结果表明,硅烷改性改善了MNS与NR之间的相互作用,NR/MNS复合材料的定伸应力、撕裂强度增加;表面改性对NR/MNS复合材料热性能影响不大。

改性木质素绿色化学湿法混炼对橡胶与橡胶助剂性能的提升

从秸秆中清洁分离木质素,并对木质素进行甲基化改性和相容性改性,研究改性木质素绿色化学湿法混炼对橡胶与橡胶助剂性能的影响。结果表明:用改性木质素以绿色湿法混炼工艺制备的生物橡胶可提高轮胎胶料的粘合性能、耐磨性能和耐老化性能;用改性木质素以绿色湿法混炼工艺制备的生物基炭黑母胶、生物基白炭黑母胶、生物基碳纳米管母胶可提高轮胎胶料的性能;木质素改性氧化锌和癸酸钴可分别等量替代未改性氧化锌和癸酸钴用于轮胎胶料中,可以减量增效和降低成本。本技术有利于提升国产天然橡胶性能并实现秸秆高值化利用。

甘蔗渣发酵产物的饲用价值研究

[目的]为了充分利用甘蔗渣和胶厂废水。[方法]设处理Ⅰ(物理→化学→EM菌)、处理Ⅱ(物理→化学→酵母菌)、处理Ⅲ(物理→化学→混合菌)、处理Ⅳ(化学→物理→EM菌)、处理Ⅴ(化学→物理→酵母菌)、处理Ⅵ(化学→物理→混合菌)6种处理,研究蔗渣过滤前后胶厂废水的全氮含量变化和蔗渣不同处理前后的粗灰分、粗蛋白、粗纤维含量变化。[结果]经6种处理,蔗渣过滤后胶厂废水总氮含量明显降低(近50%),蔗渣处理后粗纤维、粗灰分、粗蛋白的含量均有不同程度的变化。处理Ⅱ的粗纤维含量为最低;处理Ⅱ和处理Ⅵ的粗蛋白含量达到基本相同水平;处理Ⅲ和处理Ⅵ的粗灰分含量明显低于其他处理。6种处理中,效果最好的是处理Ⅱ。[结论]蔗渣过滤胶厂含氮废水的生物发酵产物能满足热带地区常见牧草的营养元素要求,可开发作为饲料原料。

不同辅助生物凝固剂用量对天然橡胶性能的影响

通过改变不同辅助生物凝固剂的用量,讨论不同用量对天然橡胶性能的影响。结果表明,在理化性能方面微生物凝固胶的性能优于酸对照样;在力学性能方面,酸凝固胶明显差于微生物凝固胶;微生物凝固胶的硫化特性和热分析优于酸对照样;相对分子质量及相对分子质量分布与酸对照样差异不显著。

天然橡胶加工废水处理工艺设计

天然橡胶加工废水浓度高 ,且间歇排放 ,但具有很好的可生化性。经好氧和厌氧试验 ,并据土地的可得性 ,提出了稳定塘系统及稳定塘与生物滤池相结合的处理工艺 。

顺丁橡胶/生物基酚醛树脂复合材料的研究

利用生物基材料木质素代替部分苯酚合成生物基酚醛树脂,并将其应用到顺丁橡胶中;采用同步法制备顺丁橡胶/生物基酚醛树脂复合材料(BR/LPF),并对其形态结构、机械性能及热稳定性等进行了研究。SEM及DSC结果表明,BR/LPF形成了互穿网络结构,两相出现相分离,相畴尺寸较大。机械性能实验结果表明,BR与LPF的比例对复合材料的拉伸强度、撕裂强度、硬度、拉断伸长率等影响较大,其中以BR/LPF(80/20)复合材料综合性能最佳;LPF的构成组分对机械性能也有较大影响。TGA实验表明,BR/LPF复合材料具有较好的热稳定性,加入LPF可提高复合材料的降解温度(T50%)。

橡胶种子提取生物柴油的开发利用

橡胶种子是巴西橡胶树种植业的副产品,产量丰富,含油率高,可以提取加工为生物柴油。本文对我国橡胶种子油开发利用的进展和现状及其转换成生物柴油的发展前景进行了综述。

厌氧生物滤池-移动床生物膜反应器组合工艺处理丁腈橡胶废水

采用厌氧生物滤池-特异性移动床生物膜反应器(SMBBR)/厌氧移动床生物膜反应器/SMBBR组合工艺处理丁腈橡胶废水,考察了停留时间(HRT)、溶解氧(DO)质量浓度及进水化学需氧量(COD)对COD去除率的影响。结果表明,当HRT为6~10 d时,出水COD小于500 mg/L,SMBBR中适宜的DO质量浓度为2~4 mg/L,随着进水COD的升高,NBR废水的COD去除率下降。当进水p H值为6.5~8.0、COD为1 500~2 500 mg/L、HRT为10 d,DO为3 mg/L时,出水COD稳定在400 mg/L以下,COD去除率高达83%。

橡胶树死皮病药剂防治试验小结

对死皮停割橡胶树和在割2-4级死皮树进行不同处理试验的结果表明,各处理对死皮停割树均无效果;在2-4级死皮树试验中,（NH4）2Mo4O13、Na2[B4O5（OH）4]、ZnSO4组合处理防治有效率最高,为66.7%~83.3%;康丰518和BR的处理有效率分别为50.0%、50.0%~66.7%和33.3%~66.7%,说明在割胶树割胶部位树皮补充微量元素营养和适宜的生物激素对控制死皮病的发生是有实际意义的。

碳-硅橡胶机械性能和生物安全性的初步研究

目的采用碳离子注入对硅橡胶进行表面改性,得到碳-硅橡胶,评价碳-硅橡胶的机械性能和生物安全性。方法按照国家标准,采用邵氏硬度计(A型)和电子万能实验机,测量其邵氏硬度、抗拉强度、断裂伸长率以及断裂强度等机械性能参数;采用红细胞溶血实验、全身毒性实验、皮下植入实验、过敏与刺激实验、热源实验对其生物安全性进行评价。结果邵氏硬度计和电子万能实验机测量结果表明碳离子注入法未改变硅橡胶机械性能;红细胞溶血实验显示材料溶血率小于国家标准,说明材料植入体内后不会引起溶血反应;全身毒性实验的结果表明材料不具有毒性;皮下植入实验结果表明有良好的体内安全性和相容性;刺激实验:刺激率为0;致敏实验:致敏率为0;热源反应中家兔平均体温升高为0.1℃,其不具有致热源作用,初步符合生物医用材料的要求。结论碳离子注入硅橡胶表面未改变硅橡胶的机械性能,并具有良好的生物安全性。

生物基合成橡胶的研究进展

进入21世纪以来,石油基合成橡胶的发展不可持续,且日益受到节能减排的压力;天然橡胶面临气候、疫病等因素的影响,产量有限,而且我国天然橡胶自给不足,严重依赖进口。面对上述挑战,以太阳能为源头,开发不依赖于化石资源的新一代生物基橡胶,是解决橡胶资源短缺的有效手段,也是保证全球橡胶资源安全、长久、稳定供应的必由之路。目前,主要有两种思路制备生物基合成橡胶,本文针对两类生物基合成橡胶的研究进展进行综述,一种是生物质发酵得到的生物基单体(如乙醇等)进一步转化为传统单体(如乙烯等),再通过传统的合成工艺制备出生物基乙丙橡胶、生物基异戊橡胶等生物基传统橡胶,其性能与传统非生物基工程弹性体几乎完全相同,可以直接替代现有工程橡胶;另一种是利用现有生物基化学品,如衣康酸、丙二醇、丁二酸等,通过聚合反应制备新型结构的生物基橡胶材料,其原料易得,成本较低,随着发酵技术的快速发展,将出现越来越多的生物基化学品可以进行选择和使用,生物基合成橡胶具有光明的发展前景。

生物基衣康酸酯橡胶的设计开发与工业应用

利用可再生资源开发新一代生物基橡胶材料对于实现我国合成橡胶工业可持续发展具有重要意义。多年来,北京化工大学先进弹性体材料研究中心对生物基衣康酸酯橡胶进行了系统的分子设计、应用开发与工程放大研究。实验室阶段的研究主要包括生物基单体的选择、橡胶分子链的构建及聚合体系的优化、官能化技术开发、结构/胎面指标的灵活调控。在此基础上,与山东京博中聚新材料有限公司合作,历经2 L小试—200 L中试—千吨级的生产过程,解决了衣康酸酯橡胶在工业化进程中出现的实际问题,最终建立了千吨级聚合装置以及适配的絮凝干燥线,实现了衣康酸酯橡胶的稳定生产。与山东玲珑股份有限公司合作,基于该生物基橡胶材料的特点,研发了相适配的混炼配方及生产工艺,制备了首批双B级生物基子午线轮胎。生物基衣康酸酯橡胶的生产技术成果转化可以实现生物质资源的高附加值利用,促进我国橡胶产业的绿色可持续发展。

橡胶绿色交联策略研究进展--应对硫化污染问题及废橡胶的高值回收

橡胶的交联(硫化)是其获得高弹性的前提,只有经过交联的橡胶才具有实用价值。但是,目前橡胶工业广泛使用的传统交联方法存在以下几个难以避免的固有问题:(1)硫化体系中会包含有毒的物质;(2)硫化加工过程会释放有毒且难闻的“硫化烟气”;(3)废弃的橡胶制品回收再利用十分困难,带来严重的“黑色污染”。为了彻底解决上述问题,提出一种橡胶材料“绿色交联”的概念以及设计策略具有重要意义。文中首先介绍了橡胶传统硫化方法存在的问题,重点综述了橡胶新型绿色交联策略的研究进展,主要包括以环氧化或羧基化橡胶中的环氧基团或羧基作为交联点,选择生物基二羧酸或环氧大豆油作为绿色交联剂替代硫磺,制备“酯基”交联结构的设计思路。最后,对橡胶绿色交联策略面临的挑战和发展方向进行了展望。

动态硫化法制备生物基热塑性硫化胶的研究与进展

采用动态硫化技术制备的热塑性硫化胶(TPVs),具备弹性、热可塑性及回收再利用性能,发展前景广阔。但目前大多数TPVs为石油基热塑性硫化胶,所选用的原材料来源于石化资源,与“绿色环保”理念不符,因此由生物基聚合物(生物基橡胶、生物基塑料等)制备的TPVs逐渐成为研究热点。文中主要综述了TPVs的制备工艺和近年来基于塑料相为聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、橡胶相为杜仲胶(EUG)以及其他一些生物基材料制备的生物基TPVs的研究进展,并对生物基热塑性硫化胶的发展进行展望。

SO_4^(2-)/ZrO_2的制备工艺对催化橡胶籽油裂解油酯化的影响

以SO42-/ZrO2为催化剂对橡胶籽油裂解油进行甲酯化。研究了锆源、焙烧温度及焙烧时间对催化剂活性的影响,分别采用氨气吸附程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶红外(Py-IR)对固体酸SO42-/ZrO2的酸性和酸型进行分析。实验结果表明,以ZrOCl2为锆源,550℃焙烧4 h所得固体酸SO42-/ZrO2的催化活性最好,性能较稳定。对酯化产物的组成及性能进行了考察,结果表明,酯化产物的各项性能均优于传统工艺制备的生物燃油,且与0#柴油相近。