3种汽车密封条用TPV的性能研究

研究了3种国产汽车密封条用热塑性硫化橡胶(TPV)产品(TPV-1,TPV-2,TPV-3)的力学性能、耐热性能、微观形貌和热氧老化性能。结果表明:3个产品的树脂相可能均为嵌段共聚聚丙烯(PP)。3个产品中,TPV-3的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均最大,TPV-1的拉伸强度和断裂伸长率均最小,TPV-1和TPV-2的撕裂强度相当,TPV-1的耐热性能和热氧老化性能均最好,TPV-3的耐热性能最差,TPV-2和TPV-3的热氧老化性能相当,在温度70℃、时间22 h、压缩率25%下,TPV-1的压缩永久变形最大,TPV-3最小,在温度23℃、时间72 h、压缩率25%下,TPV-1和TPV-3的压缩永久变形相当,TPV-2的压缩永久变形最小。

基于端羟基聚丁二烯液体橡胶制备功能性嵌段聚合物的研究进展

端羟基液体丁二烯橡胶(HTPB)的活性端羟基在适当条件下可制备成大分子引发剂,将具有特定功能的聚合物通过嵌段共聚改性的方法连接在HTPB的两端,形成结构多样、功能丰富的嵌段聚合物。本文综述了近年来利用HTPB制备的嵌段聚合物在火箭推进剂性能改进、刺激响应性聚合物、可拉伸半导体材料和两亲性聚合物等方面的研究进展,并对利用HTPB制备新型嵌段聚合物的未来进行了展望。

橡胶颗粒增强双网络结构堵水冻胶性能研究

目的研究橡胶颗粒增强双网络结构堵水冻胶性能,解决塔河油田为代表的缝洞型油藏在注水开发、注气开发过程中,出水、气窜现象频发的问题。方法选用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸二元聚合物和疏水缔合聚合物为主剂,乌洛托品、间苯二酚和有机铬为交联剂,橡胶颗粒为增强剂制备了一种复合冻胶,详细考查了橡胶颗粒对冻胶基液黏度、成胶时间、成胶强度、耐稀释、耐温耐盐性能和封堵效果的影响规律。结果橡胶颗粒的加入,对冻胶基液黏度和成胶时间没有明显的改变,但对成胶强度、耐温耐盐性能和封堵效果具有明显提高作用。其中,橡胶颗粒质量分数为5%的增强冻胶的屈服应力达326.4 Pa,150℃下老化30天,脱水率仅为2.71%,对缝宽1 mm的裂缝岩心进行封堵,盐水突破压力梯度达到3.94 MPa/m。这表明,橡胶颗粒增强的双网络结构冻胶具有优异的封堵能力。结论该研究填补了塔河油田耐高温高盐堵水冻胶的技术空白,为塔河油田堵水技术发展提供了新的研究思路。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/橡胶粉/碳九石油树脂复合改性高黏沥青的黏附性

为了改善高黏改性沥青与集料之间的黏附性,制备了基于碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉的高黏改性沥青(HVAM-2),采用滴定法测定了其与集料之间的接触角并计算出黏附功。通过冻融劈裂试验、浸水飞散试验和汉堡车辙试验进一步验证了HVAM-2混合料的黏附性。结果表明,碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉三种材料在沥青中形成的网格结构能够大幅度提高沥青的黏附性,有效改善沥青与集料之间的黏接能力;相比于基质沥青,HVAM-2的黏附功提高了72.9%,且HVAM-2沥青混合料具有良好的水稳定性。

橡胶砂芯组合砌块应用于泸定地震倒塌房屋隔震研究

该文采用有限元软件对一种适用于村镇房屋隔震的橡胶砂芯组合砌块(rubber-sand mixture cored composite block,RSMCB),在已有振动台试验的基础上进行隔震响应还原模拟。然后在MOXI波和Turkey波输入工况下,对四川省甘孜州泸定县6.8级地震中发生跪坐倒塌的某砖混结构办公楼,进行铺设橡胶砂芯组合砌块前后的地震动响应模拟,对层间位移和层间剪力进行对比分析,得出以下结论:输入加速度在经过橡胶砂芯组合砌块垫层过滤后均有一定程度的下降,其对高频振动频率的衰减过滤是其主要的隔震机理;模拟结果与试验所得误差较小,充分验证数值建模方法的正确性以及子程序本构关系的可靠性;铺设RSMCB的办公楼结构的加速度反应、层间位移和层间剪力较未铺设RSMCB结构模型明显减小,层间位移以底部隔震层最大,XYZ输入工况下,铺设RSMCB的上部结构的响应最大;RSMCB的对房屋的隔震作用十分显著且满足在村镇欠发达地区的低成本隔震需求。在实施农村发展的过程中表现出良好的应用前景。橡胶砂芯组合砌块取材便捷造价低廉,隔震效果显著,可作为一种低成本的长寿命隔震技术。

提高车辆小偏置碰撞安全性的A柱结构研究

基于中国保险汽车安全指数25%偏置碰撞工况,对某新能源汽车A柱的结构设计方案进行了研究。对比分析了基础结构、复合车身解决方案(Composite Body Solutions,CBS)胶块增强结构、热气胀形管梁增强结构对碰撞安全性的影响,介绍了CBS胶块和热气胀形的制造工艺,并对热气胀形工艺进行了仿真分析,对比分析2种增强结构的工装投入和单件成本。研究发现,在均能实现小偏置碰撞安全性优秀等级的前提下,1500 MPa热气胀管梁方案在单件成本及轻量化方面比CBS胶块方案更具优势。

苯梯嵌段硅氧烷橡胶耐高温性能的模拟与试验

通过将老化试验和分子动力学模拟相结合的方法,研究了聚二甲基-甲基苯基-聚苯基倍半硅氧烷橡胶链段结构与其耐高温性能的影响关系。分子动力学模拟结果表明,D_(0.3)D^(Ph)_(0.6)T^(Ph)_(0.1)结构的苯梯嵌段硅橡胶体系位阻效应最大,在675 K的条件下,苯基链段Si-O解离能更高,自由体积分数更小,具有更高的热稳定性(其中D代表二甲基硅氧烷链节(Me_(2)SiO),D^(Ph)代表甲基苯硅氧烷链节(Me(Ph)SiO),Т^(Ph)代表苯基倍半硅氧烷链节(PhSiO_(1.5)),x、y与z分别代表各链段在嵌段共聚硅橡胶中的摩尔分数)。675 K高温老化实验结果表明,D_(0.3)D^(Ph)_(0.6)T^(Ph)_(0.1)体系的结构最稳定,并且质量保持性,力学性能和橡胶弹性最好。本研究结果对新型耐高温硅氧烷橡胶的研制提供了一定的参考依据。

弹性车轮橡胶块疲劳寿命分析及刚度设计

采用Mooney-Rivlin模型,建立了弹性车轮橡胶块非线性有限元本构模型,并仿真分析和计算了橡胶块运行过程中各工况下的应力和应变;研究了弹性车轮整体刚度与橡胶块使用寿命的关系。结果表明,为保证弹性车轮的使用安全性和经济性,弹性车轮径向刚度和轴向刚度设计范围应在100~200 MN/m和10~20 MN/m之间。

拦河橡胶坝结构安全数值模拟研究

通过数值模拟分析,深入研究了河南省某拦河橡胶坝的结构安全性。采用ANSYS三维有限元软件建模,考虑了多个工况下的上下游水位变化以及不同挡水深度条件。通过坝体应力分布、位移分析和抗倾覆稳定性评估,全面了解了橡胶坝在不同水位条件下的力学响应和结构稳定性。研究结果为该橡胶坝的设计和实际运营提供了重要的参考和指导。

弹性支承块橡胶套靴与块下胶垫的优化设计

针对弹性支承块枕下胶垫及套靴存在的松动、失效等问题,基于有限元动力分析模型研究块下合理刚度的取值范围,并提出将套靴与决下胶垫合二为一的新型一体化橡胶套靴的设计方案;基于有限元静力分析方法,从理论角度确定新型一体化橡胶套靴的结构参数;通过试样试制、性能测试等方法验证其经济性、可靠性与适用性。

隧道中橡胶气囊阻漏受力分析模型及试验验证

随着地下空间的开发利用,在修建地铁及隧道的过程中,经常遭遇易渗漏或者涌水突泥的地下环境,地下水涌入隧道会对施工及周围环境造成恶劣影响,为减少此类损失,需要尽快将涌水区隔离.本文提出将橡胶气囊置于隧道中作为临时性挡水结构,利用气囊充气膨胀后与隧道壁之间产生的摩阻力来抵抗压力,使水体被阻隔在气囊一端,起到有效隔离的作用.气囊是薄膜结构,受隧道壁的环向约束,其在外压作用下的变形特性以及保持稳定、不滑动、不损坏的控制条件是研究的重点和核心.本文建立了弹性气囊的受力分析模型,考虑材料的拉伸特性,结合气囊在隧道中的边界条件和受力条件,对气囊一端在外压作用下的变形特性进行研究,从而得到气囊自开始变形至极限状态的过程中的变形规律和内压增长的计算公式,确定气囊保持稳定时所能够抵挡的最大外压.同时,得到了气囊能够有效工作的3个控制条件,即外压不能大于变形后的内压、外力不能大于最大静摩阻力和材料张力不能大于抗拉强度.采用伸缩性较大、变形明显的橡胶材料进行模型试验验证,试验结果与理论分析得到的规律有很好的一致性.

三元嵌段共聚硅橡胶的合成与表征

以LiOH为引发剂、DMF为促进剂,D4、P4、V4为单体,采用阴离子开环聚合方法,合成了特定分子结构的高分子量三元嵌段共聚硅橡胶。应用粘度法、凝胶色谱法、红外光谱及质谱等方法对合成产物进行了表征,分析了三嵌段硅橡胶的性能。结果表明,嵌段共聚硅橡胶较无规共聚硅橡胶具有更好的综合性能,尤其使硅橡胶的弹性及压缩永久变形等性能得到明显改善,可满足某些特殊应用需求。

井下防喷器的设计及实验研究

为了提高钻井作业的安全性,保证井底发生溢流后能迅速可靠封隔环空、方便后续压井作业,设计了一种安装在近钻头端的井下防喷器,对其结构和工作原理进行了详细介绍.通过建立井下防喷器中推块机构的受力模型,分析了推块对管柱的反作用力与推块锥面角和碟簧变形量之间的关系.对花键进行了强度校核,使用有限元软件对不同厚度和硬度的胶筒的封隔能力进行了分析,同时进行了井下防喷器的室内实验.研究结果表明:当单个碟簧的变形量为0.2mm、推块的锥面角度为45°时,单个推块可对钻柱产生2.2kN的反作用力,设计值和实验数据接近;当钻柱扭矩达到45 000N·m,花键的挤压应力仍在许用应力范围内;在压缩量和封隔间隙相同的情况下,胶筒的宽度越宽、硬度越大,封隔能力越强,且胶筒硬度越大,需要的下压力也越大.研究结果对井下防喷器的设计具有一定指导作用.

含两亲性PEO-b-PBA增容剂的吸水膨胀橡胶的制备及性能

以天然橡胶为基体 ,微米级交联聚丙烯酸钠为高吸水性树脂 ,两亲性嵌段共聚物聚氧化乙烯 - b-聚丙烯酸丁酯 (PEO- b- PBA)为增容剂 ,聚乙二醇为吸水促进剂 ,制备了嵌段共聚物增容型吸水膨胀橡胶。通过扫描电子显微镜观察了其微观相态结构 ,适量加入两亲性嵌段共聚物 PEO- b- PBA可以改善 CSP树脂与 NR的相容性。并研究了质量吸水率 ,体积膨胀率以及吸水速率与各组分含量之间的关系 ,对体系的力学性能进行了研究 。

嵌段型聚倍半硅氧烷-硅橡胶的制备及性能

通过缩合聚合反应使含有2个乙氧基的八苯基聚倍半硅氧烷(DOPO)与羟基封端的聚硅氧烷预聚物通过化学键合,得到POSS位于聚硅氧烷主链的POSS-聚硅氧烷嵌段共聚物,然后硫化得到POSS位于聚硅氧烷分子链的嵌段型POSS-硅橡胶。研究表明,通过化学共聚,POSS以纳米尺寸均匀分散于硅橡胶中并显著影响聚硅氧烷的分子运动,从而显著影响其粘弹性和力学性能。POSS的引入不仅提高了聚硅氧烷的零切黏度和模量,并使剪切变稀提前,而且使硅橡胶的玻璃化转变温度和储能模量均得到提高。值得注意的是,刚性POSS的引入可显著提高硅橡胶的热稳定性,POSS质量分数为5%时,硅橡胶的初始分解温度提高了73℃,最大分解温度提高了127℃,残余率从0.18%提高到18.26%。

炭黑/SBS/橡胶复合材料的电学性能

用炭黑填充ＳＢＳ／橡胶制备导电复合材料。研究了复合材料的导电性、电阻率随温度变化的特性。讨论了炭黑填充率、炭黑结构和性质以及ＳＢＳ对复合材料导电性和电阻率－温度特性的影响。实验结果指出，使用中等结构炭黑（Ｎ５５０）填充ＳＢＳ／橡胶共混基体可获得一定强度的ＰＴＣ复合材料；适量填充ＳＢＳ可改善ＳＢＳ／橡胶复合材料的高温ρ～Ｔ特性，硫化ＳＢＳ／ＳＢＲ可减轻其滞后性。

废旧橡胶颗粒对粉煤灰加气混凝土砌块性能的影响

将废旧轮胎破碎成26目橡胶颗粒掺入粉煤灰加气混凝土砌块中以研究橡胶颗粒对其性能的影响。结果表明:随橡胶颗粒掺量的增加,试样的干体积密度和体积含水率先降低后增加;同时,抗渗性能得到提高,橡胶掺量为4%时,试样渗水高度最低;此外,试样的抗折、抗压强度先增大后减小,质量损失率先降低后略微增加。

封隔器橡胶块接触有限元分析与优化

应用ANSYS有限元软件分析200 mm(7.875英寸)封隔器橡胶块与165和216 mm(6.5和8.5英寸)套管接触的Mises应力和接触压力,发现影响橡胶块与套管之间接触压力的关键因素为半O形密封圈半径和位置,并进一步对其进行优化。该分析研究对封隔器橡胶块设计有一定的理论指导作用。

高耐磨炉黑填充型粉末丁腈橡胶硫化胶的老化性能

研究了高耐磨炉黑(HAF)填充型粉末丁腈橡胶[P(NBR/HAF)]硫化胶的热空气老化、耐异辛烷/甲苯溶剂及压缩永久变形性能,并与机械混炼的块状丁腈橡胶(BNBR)/HAF硫化胶进行比较。结果表明:P(NBR/HAF)硫化胶的耐热空气老化、耐溶剂及压缩永久变形性能受高分子树脂包覆剂及其用量的影响;P(NBR/HAF)硫化胶的上述性能达到或超过BNBR/HAF硫化胶。

橡胶颗粒复合调剖体系在复杂断块油田的应用

采用传统的调剖体系对文明寨、卫城中高渗复杂断块油藏进行多轮次调剖后,调剖效果变差,需要研究新的经济适用的调剖体系。橡胶颗粒调剖体系由橡胶颗粒、交联聚合物和聚丙烯酰胺等组成,应用砾石充填方法对橡胶颗粒体系与地层孔喉匹配性、橡胶颗粒调剖体系在不同渗透率填砂管中的调剖作用进行了研究;通过用不同粒径和浓度的橡胶颗粒与不同浓度的交联聚合物和聚丙烯酰胺配比研究,确定了最佳注入浓度配比。2008年以来,在文明寨、卫城油田进行了9口井的应用,对应油井有较明显的增油降水效果,累计增油773t,投入产出比1∶1.75。该橡胶颗粒复合调剖体系有很好的推广应用前景。