石墨烯填充顺丁橡胶导电复合材料的研究

以石墨烯和乙炔炭黑分别填充顺丁橡胶(BR),并对其导电性能和物理性能进行研究。结果表明:随着石墨烯用量的增大,石墨烯/BR胶料的焦烧时间和正硫化时间缩短,转矩增大;当石墨烯用量为5份时,石墨烯/BR复合材料的体积电阻率达到1.8×106Ω.cm,复合材料中石墨烯的逾渗阈值为5份;石墨烯/BR复合材料(石墨烯用量为7份)的物理性能与乙炔炭黑/BR复合材料(乙炔炭黑用量为50份)相当。

环保增塑剂在乳聚丁苯橡胶中的应用

研究增塑剂种类和用量以及炭黑种类对乳聚丁苯橡胶(ESBR)性能的影响。结果表明:随着增塑剂用量的增大,硫化胶的物理性能均下降;在相同增塑剂用量下,与加入芳烃油的硫化胶相比,加入环烷油或环保芳烃油(TDAE)的硫化胶的压缩疲劳温升较小。随着应变和增塑剂用量的增大,胶料的Payne效应减弱;在相同增塑剂用量下,加入芳烃油的胶料Payne效应最强。在相同粒径炭黑胶料中,加入TDAE的胶料拉伸强度与撕裂强度最大,压缩疲劳温升最小;加入芳烃油与炭黑N220、N330的胶料Payne效应较强。

EVM橡胶溶解度参数的理论计算及实验测定

采用理论计算和溶胀实验,研究了Levapren400,Levapren450,Levapren500和Levapren600 4种牌号的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM)的溶解度参数。结果表明,4种不同醋酸乙酯含量的EVM,具有相似的溶胀性能,其溶解度参数的实验测定值与理论计算值相符,在18.00～21.00(J/cm3)1/2之间。确定了4种牌号EVM的良溶剂有甲苯(18.16)、氯仿(18.95)、四氢呋喃(19.46)、氯苯(19.58)和二氯甲烷(19.82)。

硬度和回弹性的协同效应对丁苯橡胶磨耗性能的影响规律研究

采用具有不同微观结构的丁苯橡胶(SBR)和具有不同硬度及回弹值的SBR配方体系,研究硬度与回弹值的协同作用对SBR硫化胶磨耗性能的影响规律。结果表明:当SBR的微观结构不同时,SBR硫化胶的物理性能差别较大,但其阿克隆磨耗量与硬弹积[硬度(H)的4次方与回弹值(R)的乘积(H4 R)]呈现较好的线性关系;对于同种SBR,炭黑的用量及老化时间对硫化胶的阿克隆磨耗量的影响较大,但其阿克隆磨耗量与硬弹积也呈现较好的线性关系。

杜仲胶、本体法TPI(反式-1,4-聚异戊二烯)、溶液法TPI共混改性天然橡胶的性能分析

为系统全面地研究3种反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)的分子链结构组成、结晶度等对改性天然橡胶(NR)性能的影响,通过核磁共振氢谱(~1H NMR)和差式扫描量热仪(DSC)对杜仲胶(简称EUG)、本体法TPI(简称B-TPI)和溶液法TPI(简称S-TPI)的微观结构和结晶性能进行测试分析。结果表明:它们均以反式-1,4-结构为主,含量大于97%,同时含有少量的顺式-1,4-结构,含量低于2%,其中,B-TPI和S-TPI还含有微量的3,4-结构,含量在0.3%左右;EUG的结晶度最高,为46.87%,B-TPI结晶度为27.68%,S-TPI的结晶度为32.93%。然后分别与天然橡胶(NR)共混,考察了3种不同的TPI/NR共混胶与NR硫化胶之间各项性能的差异,结果表明:EUG/NR共混胶在拉伸和耐磨耗性能方面相较于NR硫化胶有所降低,但在耐屈挠疲劳性能方面有一定的提升;而B-TPI/NR和S-TPI/NR共混胶在拉伸性能相较于NR硫化胶有所降低,但在耐磨耗和耐屈挠疲劳性能方面有了明显的提升,尤其以S-TPI/NR的提升效果最佳。

植物基环保橡胶油在非极性丁苯橡胶中的应用

考察了自制的植物基环保橡胶油(PBRO)对丁苯橡胶(SBR)混炼胶硫化特性及硫化胶物理机械性能、耐热空气老化性能、耐寒性的影响,对比研究了PBRO与石蜡油、环烷油、芳烃油和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)对SBR硫化胶性能的影响。结果表明,橡胶油的加入促进了SBR混炼胶的交联,硫化速率加快,且有增塑效果;当橡胶油PBRO的用量为20份时,SBR硫化胶的综合性能较优;当分别添加等量橡胶油时,PBRO和DOP对SBR硫化胶的增塑效果较差,而芳烃油的增塑效果最好,添加PBRO的SBR硫化胶的耐热空气老化性能和热稳定性最好,但物理机械性能和耐寒性能较差,而添加芳烃油的SBR硫化胶的物理机械性能最优,添加石蜡油的SBR硫化胶的耐寒性能最优。

有机多元醇对乙烯-乙酸乙烯酯橡胶/聚乳酸共混物阻尼性能的影响

通过差示扫描量热仪、扫描电子显微镜和动态黏弹谱仪考察了自制的有机多元醇对乙烯-乙酸乙烯酯橡胶(EVM)/聚乳酸(PLA)共混物的玻璃化转变温度(Tg)、微观形貌及阻尼性能的影响,并探讨了阻尼机理。结果表明,EVM/PLA共混物具有2个Tg,分别对应EVM和PLA的Tg,添加多元醇后可使共混物中EVM与PLA的Tg内移,且多元醇用量的增加使PLA的Tg减小;EVM/PLA共混物的断面粗糙,添加多元醇后断面变得光滑,且随着多元醇用量的增加,PLA富集相颗粒粒径减小,说明多元醇起到增容剂作用,且与PLA具有良好的亲和性;当分别添加10份和30份多元醇时,可使EVM/PLA共混物的有效阻尼温域由66.5℃拓宽到104.8℃和183.3℃;添加多元醇后,EVM/PLA共混物中存在CO、C—O与—OH之间形成的氢键,且C—O与—OH之间形成的氢键在解离时出现"红移"现象。

氧化锌对天然橡胶热氧老化性能的影响机理分析

通过实验分析了氧化锌对天然橡胶热氧老化性能的影响,并解释了影响机理。结果表明,当氧化锌用量少于5份时,硫化胶表现出明显的返原现象;随着氧化锌用量的减少,返原现象加剧。热氧老化后,硫化胶交联密度增大;随着氧化锌用量的增大,硫化胶中单硫键和双硫键含量增大。通过热氧老化后硫化胶力学性能分析,认为当氧化锌用量不同时,天然橡胶中引发交联网络重排的主要原因也有差异。

炭黑与白炭黑补强溴化丁基橡胶性能对比

采用RPA2000橡胶加工分析仪对炭黑N660和白炭黑1165分别填充的溴化丁基橡胶(BIIR)混炼胶进行了不同温度下的应变扫描分析。结果表明,2种BIIR胶料的门尼粘度值均随填料用量的增大而增大;在相同用量条件下,白炭黑胶料的门尼粘度值高于炭黑胶料;炭黑胶料的应变与温度依赖性均比白炭黑胶料的强,白炭黑在胶料中的分散好于炭黑,且与BIIR橡胶的相互作用较强;相同硫化体系下,白炭黑胶料的焦烧时间(t10)略长,正硫化时间(t90)明显长于炭黑胶料,最低扭矩和最高扭矩均显著高于炭黑胶料,但硫化胶总体力学性能不如炭黑N660填充的硫化胶。

胶/胶界面状态与橡胶疲劳破坏性能的关系

选用胎面胶混炼胶和胎肩垫胶混炼胶,采用模压硫化方式制备了单胶试样以及具有不同粘合界面的试样,通过考察热空气老化时间对试样拉伸性能及疲劳寿命的影响,探讨了胶/胶界面状态与拉伸性能及耐疲劳性能之间的关系。结果表明,在受外力作用时,胶/胶界面能够传递应力,并以界面脱粘和滑动摩擦等方式吸收外力破坏能,阻断裂纹扩展,提高粘合强度和动态疲劳强度;粘合胶界面对改善试样的动静态强度更加有效。

充油对过氧化物硫化乙丙橡胶的影响

采用橡胶加工分析仪(RPA),研究了软化剂对EPDM硫化性能的影响。结果表明,与未充油的胶料相比,充油胶料的硫化性能有一定的改变,最大最小扭矩、扭矩差、硫化速率、正硫化时间,均有不同程度的减小或缩短,焦烧时间有所延长;随着软化剂用量的增加,交联密度和交联效率降低。

动态硫化EPDM/POE热塑性弹性体补强体系的研究

采用动态硫化法制备了EPDM/POE热塑性弹性体(TPV)。研究了炭黑、白炭黑和经Si-69预处理的白炭黑对TPV性能的影响。结果表明,经Si-69预处理的白炭黑补强的TPV力学性能和热性能,明显高于普通白炭黑。3种补强对比,炭黑N330补强效果最好,当炭黑用量为30份时,综合力学性能最佳,且此时炭黑在体系中的分散性也较好。

羧基化丁基橡胶的制备与性能研究

先使用氢化钠(NaH)处理丁基橡胶,再加入顺丁烯二酸酐(MAH)与肉桂醛(CAL),制备了一种快速硫化型改性丁基橡胶材料,即羧基化丁基橡胶(HD IIR);采用FTIR表征了HD IIR的结构,并与IIR,B IIR的力学性能进行了对比。结果表明,采用该工艺成功地在丁基橡胶分子链上引入了含有双键的极性侧基;HD IIR的硫化性能与B IIR相当,具有良好的热稳定性,其拉伸强度略低于IIR,撕裂强度高于IIR,保持了IIR优良的耐老化性能。

氧化锌对集成橡胶SIBR2505硫化特性和力学性能的影响

通过对显微镜观察结果、硫化特性、拉伸性能和动态力学性能的表征,考察了氧化锌在集成橡胶中的混炼工艺以及提高氧化锌分散效果的几种方法。结果表明,增加氧化锌和硬脂酸的用量,高温混炼工艺能够改善未填充集成橡胶硫化胶的力学性能。活性氧化锌、纳米氧化锌和载体氧化锌在集成橡胶中的分散性及硫化胶力学性能优于普通氧化锌,其中纳米氧化锌胶料的动态力学性能最好。预混合方法和自制分散剂可延长焦烧时间并缩短正硫化时间,提高集成橡胶硫化胶的拉伸性能。加入氧化锌对白炭黑的分散过程几乎没有影响,但阻碍了橡胶分子链与白炭黑粒子间的交联反应,使白炭黑填充的集成橡胶焦烧时间与正硫化时间均延长,硫化速率和硫化程度均降低,硫化胶拉伸强度、撕裂强度和动态模量均减小,滞后损失增加。

粘合剂对橡胶/钢丝帘线动态粘合性能的影响

采用子午线轮胎胎体配方,利用自主研发的动态粘合性能测试方法,考察了改性粘合剂PN759代替间苯二酚对橡胶/钢丝帘线动静态粘合性能的影响。结果表明,等用量PN759代替间苯二酚时,钢丝帘线动静态粘合性能均略有提高,而且PN759用量为1.5份时粘合性能最佳。所有试样屈挠疲劳次数超过20万次后,抽出力均下降。抽出钢丝上的附胶呈螺纹状态,其方向与帘线缠绕方向无关;附胶螺纹形态越明显,抽出力就越大。加入粘合剂后,抽出疲劳破坏现象主要发生在橡胶相处,而非粘合界面处。

混炼工艺对炭黑/NR胶料性能的影响

研究混炼工艺对炭黑在NR中的分散性及其硫化胶性能的影响。结果表明:提高填充因数、转子转速和起始温度,胶料转矩和能量消耗增大,升温速率和排胶温度升高,混炼时间缩短;选择适中的填充因数和混炼时间,提高转子转速、起始温度和采用分段降速混炼均有利于提高炭黑的分散性;当炭黑分散性较好时,炭黑/NR硫化胶的物理性能、动态力学性能和耐磨性能提高,压缩生热降低。

硫化时间对AEM性能的影响

使用核磁共振交联密度仪测试了胺类硫化体系的硫化胶交联密度,结合力学性能测试结果分析了一段硫化时间和二段硫化时间对乙烯—丙烯酸酯橡胶(AEM)性能的影响。结果表明,随着一段硫化时间的延长,AEM硫化胶力学性能显著改善;一段硫化时间大于6m in时,硫化胶交联密度及力学性能变化不大;硫化胶交联密度随二段硫化时间的延长而增加,综合力学性能在二段硫化时间为5 h时较为优异。

石蜡油对过氧化物和硫黄硫化EPDM交联密度的影响

研究了石蜡油对过氧化物硫化及硫黄硫化EPDM交联密度的影响。采用无转子硫化仪MDR测试,结果表明,两种硫化体系得到的硫化胶交联密度随着石蜡油用量的增加而减小,过氧化物硫化胶交联密度下降程度较大,交联效率随着石蜡油用量的增加而减小。

溶液淤浆法合成高反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物

以正己烷为溶剂,采用溶液淤浆聚合方法,用浸渍法制备的负载型Ziegler-Natta催化体系(TiCl_4/MgCl_2-Al(i-Bu)_3)合成高反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物(简称TIBR),通过调整丁二烯/异戊二烯(Bd/Ip)的投料比来控制TIBR的微观结构,考察了TIBR微观结构对于结晶和热性能的影响,结果表明:共聚物中丁二烯和异戊二烯结构单元均以反式-1,4-构型为主,含量均大于97%,同时分别含有少量的1,2-结构和3,4-结构;其中丁二烯结构单元结晶形成的晶型以formⅠ晶型为主,异戊二烯结构单元结晶形成的晶型以β晶型为主。随着Bd/Ip投料比的增加,共聚物玻璃化转变温度(T_g)从-66.3℃降低至-73.4℃,热稳定性随之增强。

发泡剂用量对EVM/PLA共混物性能的影响

选用乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM 700)与聚乳酸(PLA)为基体材料,过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,采用模压发泡法制备了橡塑共混型发泡材料,研究了发泡剂用量对材料发泡性能和阻尼性能的影响。结果表明,共混物呈现大量微孔围绕少数大孔的梯度泡孔结构。随着AC用量的增加,泡孔数量增多,泡孔壁变薄,泡孔尺寸变化不大;压缩强度和发泡密度呈降低趋势,发泡倍率呈升高趋势。AC用量为4份时,材料阻尼性较好。