蛋白酶解产物对天然橡胶硫化特性和物理机械性能的影响

采用离心法制备不同蛋白质含量的天然胶乳,再通过碱性蛋白酶酶解橡胶粒子表面蛋白质,研究了蛋白质酶解产物对天然橡胶硫化特性和动态行为的影响。结果表明,随着离心次数的增加,天然橡胶中氮质量分数由0.27%降至0.13%,生胶复数黏度降低,混炼胶硫化速率变慢,硫化胶交联密度降低,力学性能下降,储能模量在应变和频率扫描下不断降低;由于蛋白质分解产物的作用,天然胶乳经离心加酶处理后,复数黏度高于单纯离心处理的,而且硫化速率加快,力学性能、储能模量均得到提升,尤其是二次离心加酶天然橡胶的硫化速率可达17.8 min^(-1),拉伸强度可达23.73 MPa,明显高于二次离心天然橡胶的9.59 min^(-1)和20.52 MPa。

5种典型加工工艺天然橡胶的结构与性能

天然橡胶(NR)作为一种植物性高分子,其分子结构和性能既受橡胶树生物合成的影响,也与加工工艺有很大关系。为了科学对比加工工艺对NR结构和性能的影响,本文采用相同橡胶树品种所产胶乳,参照现行工厂生产条件,制备了5种典型加工工艺的NR,即全乳胶(WF)、烟片胶(RSS)、风干片(ADS)、恒粘胶(CV)和20号胶(TSR)。生胶结构分析表明,NR加工过程中会发生由熟化导致的非胶组分分解和橡胶烃的结构化,具体表现为氮含量降低、数均分子量增大、分子量分布变窄、凝胶含量上升、塑性初值和门尼黏度增加,其中以TSR的熟化程度最高,而CV能够保留其固有分子结构,熟化程度最低。硫化胶性能分析表明,非胶组分的分解有利于提高NR的硫化速度和交联密度,从而提高硫化胶的力学性能;橡胶烃的结构化能够增加硫化胶中的物理缠结网络,使其更容易发生应变诱导结晶,并通过增加能量耗散,提高硫化胶的疲劳性能。综合来看,硫化胶力学性能的优劣顺序为:TSR>ADS>RSS>WF>CV。

环氧化天然橡胶原位接枝SiO2制备天然橡胶复合材料的力学性能和阻尼特性

采用环氧化天然橡胶(ENR)原位接枝SiO2母胶制备NR/ENR/SiO2复合材料,考察NR/ENR/SiO2复合材料的力学性能和阻尼特性。结果显示,添加环氧化天然橡胶原位接枝SiO2母胶的NR/ENR/SiO2复合材料比单独添加环氧化天然橡胶和SiO2的样品分散性更好、硫化速率更高、力学性能升高明显,且耐老化性能得到改善。添加ENR原位接枝SiO2母胶的NR/ENR/SiO2复合材料与对照样相比,玻璃化转变温度升高,有效阻尼温域扩宽,阻尼性能提高。

氮化硼/天然橡胶复合材料的热性能与阻尼性能研究

采用导热材料氮化硼(BN)制备NR/BN复合材料,考察BN对天然橡胶复合材料的力学性能、热性能和阻尼特性的影响。结果显示:BN对天然橡胶复合材料具有一定的补强作用,其力学性能和硫化速率高于同等添加量的炭黑补强天然橡胶复合材料;BN的添加可以提高NR/BN复合材料的热稳定性,且随着BN添加量的增大,天然橡胶复合材料的导热性能逐渐增强。与炭黑填充的天然橡胶复合材料相比,NR/BN复合材料的阻尼性能变化不明显,但抗压缩蠕变性能显著提高。

甲基丙烯酸羟乙酯接枝天然橡胶对白炭黑/天然橡胶复合材料性能的影响

研究甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)接枝天然橡胶(NR)(NR-g-HEMA)接枝率和用量对白炭黑/NR复合材料性能的影响。结果表明:与未加入NR-g-HEMA的白炭黑/NR复合材料相比,加入NR-g-HEMA的白炭黑/NR复合材料的硫化速度、交联程度、邵尔A型硬度、定伸应力和撕裂强度增大,压缩疲劳温升明显降低;当NR-g-HEMA接枝率为10%和用量为10份时,白炭黑/NR复合材料的拉伸强度最大,压缩疲劳温升最低;NR-g-HEMA与NR相容性较好,加入NR-gHEMA的白炭黑/NR复合材料中白炭黑在橡胶相中分散更均匀,两者具有更强的界面结合效果。

马来酸酐酰化壳聚糖/天然橡胶复合材料的制备及其性能研究

采用胶乳共混法,分别以引发剂过氧化苯甲酰(BPO)、过二硫酸钾(KPS)、偶氮二异丁腈(AIBN)、硫黄体系(VS)为引发剂,制备马来酸酐酰化壳聚糖(MCS)/天然橡胶(NR)复合材料。试验结果表明:KPS和VS引发的MCS/NR复合材料凝胶较少;VS引发的MCS/NR复合材料的物理性能比过氧化物预硫化MCS/NR复合材料大幅提高;MCS/NR复合材料的亲水性、耐热性能和抗菌性能与NR相比明显提高,有望作为制备医用NR制品的材料。

熟化过程中结构与组分的变化对天然橡胶性能的影响

熟化是天然橡胶加工过程中的重要工序之一,过程中往往伴随着天然橡胶的结构与组分变化,从而引起天然橡胶性能的改变。但是,天然橡胶的结构和组分随着熟化的进行而同步发生改变,因此二者各自对天然橡胶性能的影响大小尚不明确。文中采用TSR 10,TSR 10CV和TSR 3CV不同样品来对比分析天然网络和非胶组分各自对NR性能的影响。结果表明,熟化过程中天然网络结构的增加对门尼黏度值和塑性初值的升高有较大的贡献,而非胶组分含量的减少则对其影响较小。对于未填充天然橡胶硫化胶而言,非胶组分的分解是力学性能提高的重要来源;而天然网络结构对有效交联密度和力学性能的贡献具有一定协同效应,但贡献幅度相对有限。对于填充炭黑天然橡胶硫化胶而言,3个样品的常规力学性能无明显差异,但TSR 10的整体动态疲劳性能最优,TSR 10CV其次,TSR 3CV最差。说明非胶组分的降解和天然网络结构的存在均有利于填充炭黑天然橡胶硫化胶动态力学性能的提高。

天然胶乳和硅橡胶气囊导尿管的成型工艺与应用

气囊导尿管广泛应用于临床医疗,对比天然胶乳与硅橡胶气囊导尿管的性能、成型工艺和应用。天然胶乳具有优异的综合性能,采用多次浸渍工艺可制作各种规格和型号的气囊导尿管,但天然胶乳制品生物相容性差,天然胶乳气囊导尿管临床上存在过敏症、亚硝胺诱导致癌和残留硝酸钙刺激等安全风险。硅橡胶气囊导尿管临床上生物相容性和安全性较好,置留时间较长,但价格相对偏高。两种气囊导尿管各有市场需求,预计硅橡胶气囊导尿管将逐渐替代天然胶乳气囊导尿管。

活化调控的龙眼壳多孔碳材料结构和吸波性能

生物质材料是一种来源丰富、廉价易得的可再生资源,通过在生物质材料中构筑多层级结构制备生物质碳材料是目前吸波材料领域研究的热点。为制备轻质、宽频、高效的生物碳基吸波材料,以龙眼壳为原料,通过活化碳化的方式制备龙眼壳多孔碳材料(LSPC),通过X-射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜等表征多孔碳材料的微观结构,并采用矢量网络分析仪对其吸波性能进行分析,考察了磷酸(H3PO4)、氢氧化钾(KOH)和氧化锌(ZnCl_(2))对龙眼壳多孔碳材料结构和吸波性能的影响。结果表明:活化使得龙眼壳多孔碳结晶度下降、缺陷增多,形成了较多的异质界面和活化中心,增强了材料的极化损耗。与未活化的龙眼壳多孔碳相比,H3PO4活化处理使得多孔碳材料的孔壁变薄、孔结构更为明显;KOH活化多孔碳材料不仅保留了龙眼壳连续的孔结构,而且孔壁出现了类似脊椎的波浪起伏结构;ZnCl_(2)活化制得的龙眼壳多孔碳材料仅在原有的光滑截面形成许多小孔;综合分析表明,活化处理改善了龙眼壳多孔碳材料的吸波性能,其中以氢氧化钾活化制备的龙眼壳多孔碳材料吸波性能最佳,其反射损耗达到-43.57 dB,分别是LSPC-H3PO4的2.03倍和LSPC-ZnCl_(2)的3.02倍;活化处理不同程度地改善了龙眼壳多孔碳材料的有效吸收带宽。对微观形貌关联的电磁损耗行为分析表明,活化促进了龙眼壳多孔碳材料中多层级孔结构的生成,有效降低了龙眼壳多孔碳材料的有效介电常数,改善了材料的阻抗匹配;同时,龙眼壳多孔碳材料可通过传导损耗、偶极极化、界面极化、多重反射等多重损耗机制衰减电磁波。

碳纳米管与二硫化钼协同增强丁腈橡胶复合材料吸波性能

利用不同维度的多壁碳纳米管(MWCNTs)和二硫化钼(MoS_(2))在形貌和性能上的互补性,通过机械共混制备了电磁性能优异的丁腈橡胶(NBR)吸波复合材料;采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料结构和性能进行了表征分析,研究了MWCNTs与MoS_(2)比例对复合材料电磁性能的影响。研究结果表明,MWCNTs和MoS_(2)共掺协同促进了彼此在NBR基体中的分散,形成更完善的电磁损耗网络;与单纯MWCNTs或MoS_(2)填充的NBR复合材料相比,NBR/MWCNTs/MoS_(2)复合材料的吸波性能提高了2.3倍以上;当MWCNTs/MoS_(2)体积比为5/5时,复合材料的吸波效能最优,反射损耗峰值达到-31.08 dB,有效吸收带宽达到3.04 GHz。对复合材料电磁波衰减机理分析表明,MWCNTs和MoS_(2)共掺调和了彼此的电磁参数,使复合材料具有较为平衡的阻抗匹配度和衰减常数,促进了复合材料对电磁波的衰减。

天然胶乳气囊医用导管的开孔和用途

天然胶乳综合性能优异,应用模具拼装、凝固剂与硫化胶乳多次交替浸渍和干燥工艺,制作各种规格和结构复杂的气囊医用导管。介绍天然胶乳气囊导尿管、气囊前列腺医用导管、气囊女性生育医用导管和三腔双囊胃管的开孔和用途。建议根据不同导管,在不同工序下选择不同的开孔方式,使导管充分发挥临床使用功效,满足临床治疗需求。

天然胶乳气囊导尿管多次浸渍工艺的特点

天然胶乳气囊导尿管通过拼装和凝固剂与硫化胶乳的多次交替浸渍和干燥工艺制备而成。通过调整凝固剂和硫化胶乳的组分或固形物质量分数,分别形成首层湿凝胶、形成充液腔和注药腔的胶膜层及装球囊后覆盖在球囊上的胶膜层等。分析每次浸渍凝固剂和硫化胶乳的工艺特点,以适应不同规格和结构的天然胶乳气囊导尿管的需求。

脱蛋白天然胶乳制备的新工艺研究

以浓缩天然胶乳为原料,利用尿素联合酶解工艺制备低蛋白天然胶乳。探讨了制备工艺中影响氮质量分数的几个主要因素,并对硫化胶膜的物理机械性能进行了研究。结果表明:以质量分数1%的SDS作为维持浓缩胶乳稳定性的保存剂,以质量分数0.06%尿素+质量分数1%碱性蛋白酶作为脱蛋白剂,处理时间为60~90min时,制备的低蛋白天然胶乳氮质量分数为0.13%~0.19%,但此工艺制备的低蛋白天然胶乳的力学性能略有下降。

小橡胶粒子对浓缩天然胶乳胶体性能的影响

基于鲜天然胶乳制备浓缩胶乳的过程中胶清未得到有效利用,同时小橡胶粒子有着自己的独特的性能。本文通过膏化法从胶清中获得小橡胶粒子,将小橡胶粒子胶乳(SRPL)与浓缩胶乳以不同质量比进行混合,对贮存过程中混合胶乳的胶体性能进行研究。结果表明,小橡胶粒子的相对分子质量较大,小橡胶粒子在浓缩胶乳中含量越多,混合胶乳的相对分子质量随之增大;随着小粒子含量的增加,浓缩胶乳样的平均粒径不断减少;随着贮存时间的增加,各胶乳样品中橡胶粒子的平均粒径变化不大;SRPL加入到浓缩胶乳中,对浓缩胶乳的黏度、机械稳定度、热稳定度都有影响,随着小橡胶粒子用量的增加,胶乳的黏度随之升高,胶乳的机械稳定度和热稳定性先下降,随后上升并趋于稳定。

乳胶手套的性能与乳胶手套穿戴的选择

天然胶乳手套用作防护用品历史悠久,但性能上存在不足和有过敏症风险。石油工业的发展推动了合成胶乳手套和人造胶乳手套的发展,丁腈胶乳手套、氯丁胶乳手套、丁基胶乳手套和聚异戊二烯胶乳手套各有特殊的性能优点。本文对天然胶乳手套、合成胶乳手套和人造胶乳手套的性能进行综述,旨在为乳胶手套穿戴的选择提供参考。

澳洲坚果壳生物活性炭的活化调控及其吸波性能

以澳洲坚果壳作为碳源,采用高温碳化技术制备澳洲坚果壳生物活性炭材料,研究了磷酸、氢氧化钾、氯化锌作为活化剂对澳洲坚果壳生物活性炭材料微观形貌和吸波性能的影响。结果表明:活化剂对澳洲坚果壳生物炭造孔效果明显,可获得丰富的孔隙结构;与未活化的澳洲坚果壳生物炭相比,活化方式调控的澳洲坚果壳生物活性炭吸波性能得到了改善,氯化锌活化的澳洲坚果壳生物活性炭反射损耗达–16 dB;氢氧化钾活化的澳洲坚果壳生物活性炭反射损耗达–26 dB,通过调节厚度,有效吸收带宽最高可以覆盖14 GHz。澳洲坚果壳生物活性炭良好的吸波性能归因于活化造孔产生的多孔结构,多孔结构进一步促进传导损耗、界面极化、多重散射等对电磁波进行衰减。经分析讨论进一步确定了不同活化方式调控澳洲坚果壳生物炭吸波性能强弱的顺序为MNAC-K(氢氧化钾活化)>MNAC-Zn(氯化锌活化)>MNAC-H(磷酸活化)>MNC(未活化)。

合成胶乳和人造胶乳外科手套发展概况

橡胶外科手套用于无菌手术室的操作,是使用量较大的乳胶手套品种之一。天然胶乳外科手套拥有较好的综合性能而应用历史悠久,但天然胶乳含有过性敏蛋白质,部分医护人员对天然胶乳外科手套产生过敏症,推动了无蛋白质过敏风险的合成胶乳外科手套和以合成橡胶通过乳化工艺转化而得的人造胶乳外科手套的发展。以羧基丁腈胶乳为主要原材料加工而成的丁腈检查手套,成为克服天然乳胶医用检查手套过敏症的替代品,但存在穿戴舒适性不足而不宜作为外科手套的原材料。本文对氯丁胶乳外科手套和异戊二烯胶乳外科手套的发展概况进行综述。

三维MXene多孔结构的构建与应用研究进展

MXene作为一种新型二维(2D)纳米材料以其独特的高导电性、高电化学表面活性等特性在多个领域引起了广泛关注。然而,MXene纳米片在自组装过程中出现的紧密堆叠现象导致比表面积急剧下降,降低了活性表面积,从而严重阻碍了它们在能源储存、电磁屏蔽、吸附等领域的潜在应用。构建三维多孔结构是解决MXene组装过程中自堆叠问题的一种有效途径,而且通过不同的组装方法可以实现对多孔宏观结构组成成分、孔径分布以及孔径大小的调控,使得MXene多孔材料在机械性能、电学性能以及光热转换性能等方面得到更好的调整,从而满足不同应用领域的需求。本综述以Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene为主要研究材料总结了各种多孔MXene宏观结构的制备方法,讨论了其在电池/超级电容器、电磁屏蔽与吸收、海水淡化、光催化以及传感和环境修复等方面的应用,阐述了MXene多孔结构在各种应用中的贡献与意义,并针对MXene多孔结构的制备、结构调控和应用等方面的机遇和挑战作了论述。

表面活性剂对碳纳米管分散性及其湿法纺丝纤维性能的影响

碳纳米管(CNT)纤维因具有低密度、高强度以及高电导率等特性受到广泛关注。在湿法纺丝技术制备CNT纤维的工艺中,探究纺丝分散液和纺丝条件对CNT纤维性能的影响具有重要意义。本文研究了十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、胆酸钠(SC)、牛磺脱氧胆酸钠(STDC)等表面活性剂对CNT纤维制备及性能的影响。通过拉曼光谱、紫外可见光谱、偏光显微镜、旋转流变仪、扫描电镜等方法对材料进行表征,以拉伸测试和“四探针”法对材料性能进行测试。结果表明,单壁碳纳米管(SWNTs)在表面活性剂的2(wt)%水溶液中的分散能力顺序依次为STDC> SC> CTAB> SDS;SDS或CTAB修饰的SWNTs分散液无法纺制纤维,SC和STDC修饰的SWNTs分散液具有良好的可纺性。其中以STDC作表面活性剂制备的CNT纤维性能最好,其断裂强度为160MPa,杨氏模量为12.3GPa,电导率为2300S/cm。