γ-纳米Al2O3补强耐磨橡胶衬板的性能研究

以γ型纳米Al2O3补强[天然橡胶（NR）/顺丁橡胶（BR）/炭黑]耐磨橡胶衬板,研究纳米Al2O3对橡胶衬板混炼胶的硫化特性和加工性能以及硫化胶的力学性能、耐磨耗性能和耐热分解性能的影响。结果表明,纳米Al2O3适宜的添加质量分数为3％,此时,橡胶衬板混炼胶的焦烧时间和正硫化时间延长、加工安全性改善但不会影响胶料的硫化程度,并具有较好的加工流动性;纳米Al2O3增强的橡胶衬板硫化胶具有更优异的综合力学性能,且其磨耗量降低了46.2％,初始降解温度提高了58 ℃以上,从而使橡胶衬板硫化胶具有良好的耐磨耗性能和热稳定性能。     

2-巯基苯并噻唑制备的恒粘天然橡胶加工性能的研究

采用2-巯基苯并噻唑制备恒粘天然橡胶（MBT-CVNR）,并与盐酸羟胺制备的恒粘天然橡胶（HH-CVNR）进行对比,采用橡胶加工分析仪并结合交联密度、硫化特性、分子量、门尼粘度和凝胶含量研究加速贮存前后恒粘剂对天然橡胶(NR)加工性能的影响,同时探究交联密度、硫化特性、分子量、门尼粘度和凝胶含量与加工性能之间的关系。结果表明：加速贮存前,加入恒粘剂后,NR的交联密度、分子量、门尼粘度、凝胶含量和弹性模量都减小,损耗因子增大;加速贮存后,NR和HH-CVNR的交联密度、分子量、门尼粘度和凝胶含量都出现增大趋势,NR增大最多,流动性明显变差,加工性能最差,而MBT-CVNR几乎没有变化,加工性能受影响不大。     

螺杆挤压膨胀干燥对天然橡胶结构与性能的影响

天然橡胶的生产主要采用传统的热风干燥,但天然橡胶是热的不良导体且自粘性强,导致热风干燥普遍具有干燥效率低、胶料发粘和夹生等问题,这对产品的性能带来不利影响。而螺杆挤压膨胀干燥工艺作为一种新干燥工艺,已被广泛应用于合成橡胶工业,具有干燥效率高、自动化水平高和工艺稳定等特点,在天然橡胶（NR）生产加工中具有良好的发展和应用前景。本研究对比了传统热风干燥（NT）和螺杆挤压膨胀干燥（NCT）2种工艺制备NR的结构,分析NCT的性能特点,以探讨螺杆挤压膨胀干燥工艺运用在天然橡胶生产加工中的可行性。结果表明：在生胶层面,螺杆挤压膨胀干燥工艺由于干燥温度低、干燥用时短,能够有效降低NR分子链在干燥过程中受到的热氧降解,因此NCT相比NT而言具有更高的塑性初值、门尼粘度和凝胶含量,且对于蛋白质、挥发分等非胶组分的影响较小;对于纯胶配方硫化胶,NCT相较NT而言表现出更快的硫化速率。通过使用Mooney-Rivlin方程对硫化胶内部网络结构进行了拟合,发现NCT硫化后的有效交联密度和化学交联网络的数量相对较低,这使得NCT的拉伸强度、撕裂强度和模量等常规力学性能低于NT,疲劳性能方面也表现出了相对较高的压缩生热和蠕变。对于炭黑配方硫化胶,NCT与NT的常规力学性能无明显差异,这可能是由于硫化促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的硫化速率较快所导致。但在动态力学性能方面,NCT的疲劳寿命更长,表现出更优异的动态疲劳性能,这与螺杆挤压膨胀干燥工艺能改善炭黑分散性有关。     

两种割胶制度对NR硫化胶耐老化性能的影响

采用热空气老化箱常规法结合热重分析（TG）法、差示扫描量热（DSC）法及橡胶加工分析（RPA）法研究两种割胶制度对生胶（NR）硫化胶耐老化性能的影响,结果表明：s/2d/4＋ET2.5%割制硫化胶的耐老化性能优于s/2d/3＋ET4%割制硫化胶。     

天甲橡胶改性陶土与NR的相互作用

用天甲橡胶(MG49)改性陶土。通过IR、SEM及结合胶含t、表观交联密度、界面作用表征值、姗变和力学性能的测定,研究改性陶土与NR的相互作用及改性效果。结果表明:MG49湿法改性陶土提高了混炼胶的结合胶含量,增加了材料的表观交联密度,增强了陶土与NR间界面的作用强度,改善了硫化胶的网络结构,提高了硫化胶的力学性能     

自然凝固和乙酸凝固的天然橡胶动态性能的比较

用橡胶加工分析仪(RPA)和动态力学热分析仪(DMA)对同一批新鲜天然胶乳的乙酸凝固和自然凝固工艺制备的天然橡胶(NR)生胶、混炼胶及硫化胶的弹性模量(G′)、弹性扭矩(S′)、损耗因子(tanδ)、储能模量(E′)、玻璃化转变温度(Tg)及损耗模量(E″)进行研究.结果表明:自然凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的G及S′比乙酸凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的高,tanδ较乙酸凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的小;在低温时,自然凝固NR硫化胶的E′比乙酸凝固NR硫化胶的低,Tg及E″较乙酸凝固NR硫化胶的高,但当温度大于-80℃时,自然凝固的硫化胶的E′则稍高.     

微波辐射凝固胶清橡胶性能的研究

将微波辐射应用于胶清橡胶的凝固,对比微波辐射凝固胶清橡胶(NR-s-m)与硫酸凝固胶清橡胶（NR-s-a）的性能差异。结果表明,理化性能方面,NR-s-m的灰分含量、杂质含量、挥发物含量以及氮含量较高,塑性初值、抗氧指数和门尼粘度也更高;力学性能方面,NR-s-m硫化胶拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度和硬度均比NR-s-a的高;硫化特性方面,NR-s-m比NR-s-a的硫化速度快,并随微波辐射功率的增大而加快。     

不同生产工艺对天然橡胶臭氧老化性能与结构的影响

胶乳的凝固和干燥是天然生胶生产的重要环节。在不同凝固方式（酸凝固、微波凝固、自然凝固、微生物凝固）、不同干燥方式（自然风干、热风干燥）等不同工艺下研究了天然橡胶（NR）的理化性能及其臭氧老化前后物理机械性能,发现微生物凝固胶在相同臭氧老化条件下其拉伸强度最高,且变化率最低。采用臭氧老化研究的结果表明：微生物凝固胶（m-NR）硫化胶在静态拉伸状态下臭氧龟裂达到16 h。热重分析探讨了不同工艺NR硫化胶热老化过程,并采用衰减全反射傅立叶红外光谱（FTIR-ATR）技术初步探讨了臭氧对微生物凝固胶的老化作用。     

微生物絮凝剂絮凝胶清的研究

采用一种微生物絮凝剂凝固胶清,确定其最佳用量的同时研究所得胶清橡胶的理化性能、硫化特性以及力学性能,并与硫酸凝固胶清橡胶进行对比。结果表明：微生物絮凝剂最佳用量为0.6g/L,与硫酸凝固胶清橡胶相比,微生物絮凝剂凝固的胶清橡胶具有较好的理化性能和力学性能,特别是抗氧化指数以及耐老化性能有明显的提升,同时具有较快的硫化速率。     

加工工艺对生物凝固NR性能的影响

分别以鲜胶乳、凝块、绉片为原料形式,探讨加工工艺对生物凝固天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明：以凝块和绉片为原料的产品PO稍大,PRI明显降低,但其硫化胶的拉伸强度较高;在胶厂进行鲜胶乳生物凝固,适宜的熟化时间为16～18 h;随储存时间的延长,以绉片为原料的产品P0、PRI值有下降的趋势,以凝块为原料的产品性能优于绉片;根据凝块、绉片原料的清洁度,压绉次数可以减少为3～6次。     

铝盐絮凝天然橡胶制备及其性能表征

采用铝盐絮凝天然胶乳,探讨所得生胶的理化性能、硫化特性及其动态力学性能与传统凝固方法之间的差异.结果表明:通过氯化铝与盐酸溶液的互配,能够获得理化性能指标均达标的生胶产品;氯化铝与盐酸混合溶液凝固胶的拉伸强度较高;铝离子的存在有利于提高天然橡胶的加工安全性,使天然橡胶的损耗因子和损耗模量略有升高,但其储能模量降低.通过红外光谱可以看出,铝盐凝固胶蛋白质的特征吸收峰比酸凝固的弱.     

真空辅助酸凝固天然橡胶加工性能的研究

天然橡胶（NR）的性能与制胶工艺密切相关,其中凝固是制胶工艺的重要环节。本文采用真空辅助酸凝固天然橡胶,对比自然凝固天然橡胶和酸凝固天然橡胶,探讨了真空辅助酸凝固对天然橡胶门尼粘度、理化性能、物理机械性能以及加工性能的影响。研究表明,不同凝固方法得到的NR理化性能有一定的差异,自然凝固NR的氮含量>真空辅助酸凝固NR的氮含量>酸凝固NR的氮含量,真空辅助酸凝固NR的塑性初值（P₀）和塑性保持率（PRI）比自然凝固和酸凝固NR的P₀和PRI都高,其中真空辅助酸凝固NR的PRI为85%,而酸凝固NR的PRI为75.7%。真空辅助酸凝固NR的交联密度高于自然凝固NR和酸凝固NR。真空辅助酸凝固NR的拉伸强度、拉断伸长率均高于自然凝固NR和酸凝固NR的拉伸强度、拉断伸长率,3种NR的拉伸强度分别为21.06、19.35、17.60 MPa。RPA测试表明,真空辅助酸凝固NR的弹性模量（G'）<自然凝固NR的G'<酸凝固NR的G',损耗因子（tanδ）变化趋势恰好相反,即真空辅助酸凝固得到的胶样的加工性能最好,自然凝固胶样次之,酸凝固胶样最差。     

改性碳酸钙对天然橡胶的补强效果

采用溶胀法、sEM和力学性能测定,研究了碳酸钙对天然橡胶的补强效果。结果表明,与未改性碳酸钙相比,改性碳酸钙与天然橡胶间具有较强的界面粘合作用 ,改性碳酸钙对天然橡胶具有较好的补强效果,硫化胶的力学性能得到明显的提高。     

用力学—红外光谱法研究非胶组分对天然橡胶硫化胶拉伸诱导结晶的影响

将高度纯化及未纯化胶在同一条件下硫化,采用先进的力学——红外光谱法观察其硫化胶的应力——应变关系、应力松弛及其对应的红外二向色性比的变化情况。结果表明,非胶组分除具有促进硫化,增强硫化胶交联密度外,还具有明显的促进拉伸诱导结晶的效果,这就更好地说明非胶组分对硫化胶的补强作用。     

4种复合粘合剂对天然橡胶制品力学性能的影响

研究了RE/A,RS/A,RS/RH,RE/RH,RH等粘合剂体系对天然橡胶硫化特性、物理机械性能、动态热力学性能的影响。结果表明:RS/RH,RE/RH,RH胶料的硫化速度明显较快,最大转矩和其硫化胶的拉伸强度、硬度及定伸应力都显著地高于对照(不加粘合剂),几种橡胶拉断伸长率均不同程度地小于对照,添加粘合剂的胶料其橡胶与织物附着强度远远大于对照,其中RE/RH胶料最大;对照和添加RE/A胶料的弹性模量(E’)、损耗模量(E″)和损耗因子(tanδ)明显最大,其次是RS/RH,RH/RE,RS/A,最低是RH胶料;对照和添加复合胶粘剂橡胶的玻璃化转变温度(Tg)分别为-53.5,-50.4,-54.6,-55.2,-55.8和-56.4℃;各胶料分子链段运动活化能(△H)按上述排列分别为150.6,268.6,163.5,151.6,148.7和113.4kJ/mol。      

割胶制度和凝固工艺对天然橡胶性能影响的研究

主要研究了四种割胶制度和两种凝固工艺对天然橡胶硫化特性、力学等性能的影响。结果表明,采用乙酸凝固工艺,低刺激强度、高割胶频率对应的生胶具有较高的门尼粘度、良好的硫化特性和静态力学性能;采用微生物凝固工艺,低刺激强度、低割胶频率对应的生胶具有较好的硫化特性,低割胶频率和低刺激强度对应的生胶分别表现出较高的门尼粘度和较好的静态力学性能。采用相同的割制,微生物凝固对应的生胶具有较高的门尼粘度和较好的静态力学性能,但正硫化时间有所缩短,贮存模量（E’）有所降低,玻璃化转变温度（Tg）有所升高。     

品系对天然橡胶臭氧老化性能的影响

对比分析5个栽培条件相近主栽品系的天然橡胶的结构与性能差异,发现RRIM600性能最好,拉伸强度达30.21 MPa,耐臭氧老化性能最优。通过分析非胶组分,结合ATR-FTIR与热重分析仪器初步探究其耐臭氧老化差异的原因:RRIM600橡胶树生产的橡胶非胶组分杂质与灰分含量低,蛋白质含量适中,P0、PRI较高,分子链结构规整,橡胶中含有较多的胺基抑制臭氧化反应,使得分子链受到保护,综合表现出较好的耐臭氧性能。