基于RPA的BIIR热氧老化过程中流变性能研究

采用橡胶加工分析仪(RPA)研究了不同质量分数的环氧大豆油、抗氧剂对溴化丁基橡胶(BIIR)热氧老化过程中流变性能的影响规律,并探讨了BIIR降解与凝胶产生的原因。结果表明,流变性能变化趋势与GPC数据一致,证明BIIR的热氧老化过程是一个分子交联与降解并存的过程;环氧大豆油、抗氧剂对BIIR老化过程中凝胶的生成与分子链的降解均有明显的延缓作用;不同的抗氧剂对其产生的效果具有明显差异,抗氧剂1076对BIIR氧化降解的抑制作用强于抗氧剂264。

橡胶工业新材料新工艺绿色化进展研究

作为世界上最大的轮胎生产国、生胶消耗国以及世界范围内最大的橡胶助剂生产商,中国在橡胶工业方面取得的成就堪称举世瞩目。但随着世界各国对于环保问题的重视,橡胶工业以往的发展模式已经不再适合当今世界的发展形势。只有坚持走环保、安全与节能的绿色发展道路,并且不断推动橡胶工业新材料与新工艺的绿色化研究,才能使我国在世界上保持绝对的领先话语权。

天然胶乳/丁基胶乳并用胶乳的性能研究

采用完全随机化试验方法,研究天然胶乳/丁基胶乳并用比和硫化强化包用量(以干量计)对并用胶乳及其硫化胶膜性能的影响。结果表明:并用胶乳的粘度随着停放时间的延长而逐渐增大;并用胶乳硫化胶膜的气密性随着丁基胶乳占比的增大而呈提高趋势;当天然胶乳用量为100份、丁基胶乳用量为5.42份、硫化强化包用量为2.65份时,并用胶乳硫化胶膜的拉伸强度可达到24 MPa左右。

白炭黑补强天然胶乳胶膜性能的提升研究

采用白炭黑对天然胶乳胶膜补强,并通过正交试验研究硫黄、促进剂PX、碳酸锌、白炭黑用量对硫化胶膜物理性能的影响。结果表明:以硫化胶膜的拉伸强度为考察指标,4个因子的影响从大到小依次为促进剂PX、白炭黑、碳酸锌、硫黄,优化用量为促进剂PX0.9份、白炭黑1.11份、碳酸锌0.6份、硫黄1份,相应配方硫化胶膜的拉伸强度可达到31.37 MPa;以硫化胶膜的撕裂强度为考察指标,4个因子的影响从大到小依次为白炭黑、促进剂PX、硫黄、碳酸锌,优化用量为白炭黑1.31份、促进剂PX0.7份、硫黄1.25份、碳酸锌0.5份,相应配方硫化胶膜的撕裂强度可达到65 kN·m^(-1)。

工科基础课程的课程思政建设路径——以材料物理化学为例

以材料成型及控制工程专业基础课程“材料物理化学”为例,结合专业特点和课程性质,进行了课程思政的建设实践,分析了思政元素融入工科专业基础课程的途径:一般元素直接融合、重点元素模块化设计是当前课程思政建设的主要模式,典型思政元素的开发和拓展升华是工科专业基础课程值得关注的方向。

交联密度和交联键分布对NR/TBIR硫化胶应用性能的影响

通过在普通硫磺硫化体系(CV)、半有效硫磺硫化体系(SEV)和有效硫磺硫化体系(EV)中变化促进剂/硫磺用量调控硫化胶的交联密度和交联键分布,研究其对天然橡胶(NR)和NR/反式丁戊橡胶(TBIR)硫化胶应用性能的影响。结果表明,交联密度是影响硫化胶应用性能的关键,在CV、SEV和EV硫化体系中提高交联密度,NR和NR/TBIR硫化胶的硬度、定伸应力、耐磨耗性能逐渐提高,拉断伸长率、耐疲劳性能和滚动阻力逐渐降低。在同样的交联密度下调控交联键类型由多硫键向单硫键和双硫键转变,NR和NR/TBIR硫化胶的耐疲劳性能显著下降。在同样的交联密度和交联键分布下,NR/TBIR硫化胶相比NR硫化胶均具有更优异的耐磨耗性能和耐疲劳性能以及更低的滚动阻力,相比NR硫化胶,降低交联密度会使NR/TBIR硫化胶在耐磨耗性能上具有更大优势,降低交联密度、提高多硫键比例会使NR/TBIR硫化胶在耐疲劳性能上具有更大优势。

反式聚辛烯橡胶改性天然橡胶/顺丁橡胶共混胶的性能

研究了反式聚辛烯橡胶(TOR)改性天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)(二者质量比80/20)共混胶的性能。结果表明,采用5~15份(质量,下同)TOR改性NR/BR混炼胶的门尼黏度逐渐降低、Payne效应基本不变,共混胶的焦烧时间和工艺正硫化时间延长、硫化速率减慢。相比NR/BR硫化胶,NR/BR/TOR硫化胶的拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度明显减小,回弹性能提高,100%定伸应力、硬度和滚动阻力略有增大,压缩生热有所升高,耐磨和耐疲劳裂纹引发性能得到改善。用TOR改性NR/BR共混胶时的最佳用量为5份。

不同粒径胶粉的成分分析及在胎面胶中的应用

通过热重法和红外光谱分析及测定硫含量和粒径分布等方式对用超低温粉碎法制备的不同粒径胶粉的成分进行了分析,并开展了其在商用车轮胎胎面胶中的加工应用研究。结果表明,4种不同胶粉中的挥发分、有机物、炭黑和灰分含量均差别较小,其中有机物质量分数在61%~65%之间,炭黑质量分数在28%~30%之间,含硫质量分数在2%左右,粒径从小到大依次为牌号K 0004、K 0002-R、W 0004和W 0406的胶粉。在商用车胎面胶中添加10份(质量)胶粉,混炼胶的门尼黏度增大,门尼焦烧时间缩短,硫化速率加快。胶粉粒径越小其对硫化胶物理机械性能的影响越小,而硫化胶损耗因子的变化与胶粉粒径的相关性较小。

国产超级增粘树脂SL-T421在全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用

研究国产超级增粘树脂SL-T421在全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用。结果表明:与进口超级增粘树脂Koresin相比,国产超级增粘树脂SL-T421的化学特性和相对分子质量分布相当,红外光谱基本吻合,耐高温和热稳定性较好;以国产超级增粘树脂SL-T421等量替代进口超级增粘树脂Koresin用于全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中,胶料的硫化特性和硫化胶的物理性能相当,表面粘性提高,同时可降低胶料成本。

聚酰亚胺高性能纤维研究现状

聚酰亚胺纤维由于分子主链含刚性的芳杂环结构,赋予了其优良的力学、热学、耐辐照、介电和化学稳定性等性能,因而在航空航天、高温耐热、电子器件等领域有广泛的应用前景,并成为当前最具潜力的高性能纤维之一。

丁基橡胶的改性研究进展

对丁基橡胶(IIR)的改性研究进行概述,从化学改性和物理改性两方面出发,详细介绍了溴化改性、氯化改性和填料改性等IIR改性方法和反应机理,并对改性后的丁基橡胶的各项性能做了相关的评述,最后展望了未来IIR改性方向。

酸催化原位法环氧化丁基橡胶的制备

以正己烷为溶剂,分别以硫酸、对甲苯磺酸为催化剂对丁基橡胶进行原位环氧化改性,考察了催化剂用量、反应温度、反应体积以及原料的配比对环氧化反应的影响。结果表明,两种酸均有明显催化作用,此外,温度提高和体系放大均可提升反应速率。在此基础上确定出合成环氧化丁基橡胶的反应条件,并制备出环氧化度达到96%以上的环氧化丁基橡胶。

氯化丁基橡胶微观结构与性能的关系

选取了具有不同微观结构的氯化丁基橡胶(CIIR),研究了微观结构和硬脂酸钙含量对其硫化特性、物理机械性能及耐热老化性能的影响。结果表明,随着CIIR氯代外仲位烯丙基结构含量的增加,其硫化速率加快;随着硬脂酸钙含量的增加,其正硫化时间延长,硫化胶交联密度降低,耐热老化性能变差;当门尼应力松弛斜率越大时,产品的收缩率就越小,说明其尺寸稳定性和加工性能越好。

氯化丁基橡胶/溴化丁基橡胶共混胶的硫化特性及动态力学性能

研究了不同并用质量比的氯化丁基橡胶/溴化丁基橡胶(CIIR/BIIR)共混胶的硫化特性、力学性能、老化性能和动态力学性能。结果表明,不同并用质量比的CIIR/BIIR共混胶相容性良好,仅有一个损耗因子(tan δ)峰,随着BIIR用量提高,共混胶的交联程度略降低,正硫化时间延长,硫化速率减慢,力学性能没有明显变化,玻璃化转变温度明显向高温偏移;当CIIR/BIIR并用质量比为90/10时,共混胶的动态力学性能达到最优,60℃的tan δ值比纯BIIR硫化胶降低19%。

不同单体质量比合成TBIR的结构与性能

研究了不同单体比例反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)的结构及性能。结果表明,采用溶液聚合方法合成TBIR,在控制转化率保持一致的条件下,随着丁二烯/异戊二烯(Bd/Ip)单体质量比增加,其聚合催化效率逐渐增大;Bd和Ip结构单元均以反式-1,4-结构(>95%)为主,产物中Ip反式-1,4结构含量略有降低,Ip链段长度减小,Bd反式-1,4含量逐渐增加;随着Bd单体质量增加,玻璃化转变温度降低,结晶能力逐渐下降,TBIR为具有一定结晶性的无规共聚物;数均相对分子质量逐渐增加,相对分子质量分布变宽。当Bd/Ip单体质量比为10/100时,与纯天然橡胶(NR)相比,10份TBIR替代NR,硫化胶耐磨耗性能提高了11%;Bd/Ip单体质量比为2/100时,Ip反式-1,4结构摩尔分数最高达到96%以上,1,4-反式聚异戊二烯(TPI)链段较长,10份TBIR替代NR,硫化胶具有优异的物理机械性能,耐屈挠疲劳寿命提高了81%。

基于雨课堂的虚拟仿真实验教学模式设计与实践

基于雨课堂智慧教学工具,设计了锻造缺陷分析及工艺过程虚拟仿真实验教学模式,开发了相应的虚拟仿真实验教学课前预习"雨课件"、课上教学"雨课件"以及实验报告"雨试卷",并在此基础上进行了基于雨课堂的虚拟仿真实验教学改革与实践,建立了以学生为中心的多元考核机制。结果表明,基于雨课堂的虚拟仿真实验教学模式能够建立实验教学与现代信息技术和互联网等的紧密联系,实现教与学的有效融合,对充分发挥虚拟仿真实验教学项目的教学效果具有良好作用。

基于SolidWorks的跟踪剪切机虚拟仿真设计系统的开发与应用

针对传统跟踪剪切机设计过程中经验依赖程度高、效率低下以及相关设备教学中手段单一、直观性差等一系列问题,提出一种跟踪剪切机参数化设计方法,基于SolidWorks软件,开发了具有自主知识产权的跟踪剪切机虚拟仿真设计系统,并在行业生产和专业教学中进行了成功应用。结果表明:开发的虚拟仿真设计系统能够实现跟踪剪切机零部件的快速参数化设计,大幅提高了设计效率,而且设计环境直观、自由度大,对提升学生的计算机辅助设计和工程创新能力具有良好作用。

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。

弹性体的环氧化改性研究进展

综述了近年来二烯烃类橡胶和热塑性弹性体环氧化改性的主要方法、环氧化过程中的开环副反应以及利用环氧基团与多元胺、多元酸、酸酐等的反应实现的几种相对环保的交联方法,并对环氧化改性后弹性体的性能及应用做了相关的评述。

不同牌号溴化丁基橡胶结构及性能分析

利用差示扫描量热仪、凝胶渗透色谱仪、核磁共振波谱仪、橡胶加工分析仪及氧气透过率测定仪,对国产牌号溴化丁基橡胶(BIIR)BIIR 2828与进口牌号BIIR 2222和BIIR 2030的结构及性能进行了表征分析。结果表明,3个牌号BIIR生胶的溴含量由大到小依次为BIIR 2222、BIIR 2828、BIIR 2030,玻璃化转变温度由低到高依次为BIIR 2828、BIIR 2030、BIIR 2222,重均分子量由高到低依次为BIIR 2030、BIIR 2828、BIIR 2222,分子量分布由宽到窄依次为BIIR 2030、BIIR 2222、BIIR 2828;3个牌号BIIR均具有优异的流变性能、加工安全性及耐热氧老化性能,其中BIIR 2828的焦烧时间和正硫化时间居中,交联密度最大,耐寒性、热稳定性和气密性最佳。