环氧化天然胶／丁腈胶共混物硫化条件的研究

采用流变仪、差示扫描量热计、强力试验机等仪器,开展环氧化天然橡胶/丁腈橡胶共混物硫化条件的研究,包括配方的选择、制备工艺、贮存时间等方面,从而确定适宜的硫化条件与工艺,并据以制备出具有一定程度共硫化的硫化胶;与环氧化橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶/丁腈胶共混物相比,环氧化橡胶/丁腈橡胶共混物在力学与耐油性能上均有所改善,因此可以在工业上应用。     

炭黑品种对NR/ENR共混物减震材料的影响

研究不同理化性能炭黑品种对天然橡胶/环氧化天然橡胶(NR/ENR)共混物硫化胶的力学性能、压缩疲劳生热性能和减震性能的影响.结果表明,粒子越小、比表面越人、结构性越高的炭黑的补强性较大,力学性能较好;但其压缩疲劳生热较大.动态热机械分析(DMA)的研究结果表明:随着温度的变化,炭黑粒子大小、结构性等对共混物硫化胶的减震性能有较人的影响,在ENR相的Tg2处,粒子较大的炭黑所填充的共混物硫化胶的tanδ较大;在高于Tg2以上的使用温度范围内,粒子较小的炭黑填充的共混物硫化胶的tanδ相对较高,减震性能较好.     

共混型热塑天然橡胶研究 Ⅱ.组分及交联剂对结构与性能的影响

在前一研究工作基础上,我们采用差示量热计与力学—振动光谱等手段,进一步研究了不同橡胶组分对热塑天然橡胶(聚乙烯含量在30％以下)的结构与性能的影响。我们将溶胶—聚乙烯与凝胶—聚乙烯共混物进行了比较,结果证明,两者在结构与性能上的差异并不显著,但纯化胶—聚乙烯与未纯化胶—聚乙烯共混物之间,存在着明显的差异,证明非胶组分对共混物之间有影响。我们的结果还表明,交联剂DCP具有提高共混物宏观应力值及橡胶分子取向程度的作用。此外,本文还讨论了非胶组分及DCP对共混物电的聚乙烯结晶行为的影响。     

环氧化天然胶／丁腈胶共混物耐热氧老化稳定性研究

采用差示扫描量热计,强力试验机,老化烘箱等设备研究环氧化天然胶(ENR)/丁腈胶(NBR)共混物的耐热氧老化稳定性。结果表明:对于50/50比例ENR/NBR共混物,其老化机理属于硬化劣变型,促进剂、防老剂、补强填充剂的种类和用量对共混物的热氧老化稳定性均有较大影响。通过试验所选取的配方可有效地保证ENR/NBR共混物具有良好的耐热氧稳定性,能广泛应用于工业上。     

天然橡胶/顺丁橡胶共混物相容性的分子模拟研究

天然橡胶（NR）具有优异的综合性能而广泛应用于各个领域,但较差的耐热、耐老化性能影响了NR制品的使用寿命。天然橡胶与顺丁橡胶（BR）共混可改善制品的拉伸强度、耐磨性、抗撕裂性能,提高制品的使用寿命和耐低温性能,二者共混常用于轮胎制造。NR与BR共混,二者的相容性对共混物的相结构和性能具有重要影响。本研究利用Material Studio软件构建模型,采用分子动力学（MD）和耗散粒子动力学（DPD）模拟方法在分子尺度和介观尺度上对室温下NR/BR共混的相容性进行探讨。通过MD模拟,确定了NR和BR在模拟过程的最小聚合度均为20;构建10/90、30/70、50/50、70/30、90/10的NR/BR共混物模型,并计算每个NR/BR共混模型的相互作用参数χ,发现在NR/BR共混体系中NR与BR分子间的相互作用参数χ_NR-BR始终比临界相互作用参数χ_C小;分析了不同质量比NR/BR共混物分子间的径向分布函数,发现NR与BR分子间的径向分布函数g_inter(r)始终高于NR与NR、BR与BR同种分子间的径向分布函数,表明共混物中不同种类分子间（NR与BR）的相互作用比同种类分子间（NR与NR、BR与BR）的相互作用要强;DPD模拟得到不同质量比NR/BR共混物的介观形貌,发现共混物分散相的相畴尺寸会随着分散相含量的增加而增加,但均未出现宏观相分离的情况。上述模拟结果表明,NR和BR在室温下以不同质量比混合时,始终表现出良好的相容性。为验证模拟结论是否准确,制备了NR/BR共混物试样,并采用动态热机械分析仪对样品进行测试,结果证实了NR/BR共混体系的混溶性。模拟结论与实验结果相匹配,证明分子模拟研究和预测共混物相容性是可行的,可为共混实验提供可靠的参考和指导。     

共混型热塑天然橡胶研究 Ⅰ. 天然橡胶/聚乙烯共混物的伸张性能、形态与结构

我们采用电子扫描显微镜、力学—红外振动光谱、示差扫描量热计等手段,对不同组成橡胶—聚乙烯共混物的形态与结构进行研究。由于两组分结构上的差异,共混物属于不相容体系。电镜及应力—应变曲线结果表明,当聚乙烯含量在70％以上,聚乙烯为连续相,含量为30％以下时,则天然橡胶为连续相,可作为热塑橡胶。在形态与结构上,共混物两组分是相互影响的,我们的研究结果表明。天然橡胶对聚乙烯的结晶度、熔点及结晶完善程度有一定的影响,当天然橡胶形成连续相时,这个影响尤为明显。热塑橡胶力学性质依赖于聚乙烯含量,同时,它与聚乙烯的结晶度及结晶完善程度有关。通过橡胶分子在形变过程中取向的研究,我们探讨聚乙烯的物理交联机理。     

用热重法研究天然胶乳与合成胶乳的相容性

采用热重分析法研究天然胶乳与丁腈胶乳、丁苯胶乳及环氧化天然胶乳与丁腈胶乳的共混。研究结果表明,共混胶乳的相容性可以通过其共混产物的热降解ＤＴＧ曲线来判定。      

不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构与性能

采用燃烧柴油产生热风干燥湿天然橡胶胶粒(热风温度115℃)和微波干燥湿天然橡胶胶粒(湿天然橡胶表面温度115℃),并研究其干胶粒的形态结构和性能.结果表明,采用微波干燥的于天然橡胶胶粒表面粗糙,仍基本保留湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹;而热风干燥的干天然橡胶胶粒表面熔融平滑,已失去湿天然橡胶加工胶粒过程所产牛的切割痕迹.微波干燥的干天然橡胶分子量大于热风干燥的干天然橡胶分子量.微波干燥的干天然橡胶硫化胶的耐热氧老化性能得到显著提高,其老化前后拉伸强度变化率(-37%)和扯断伸长率变化率(-65%)明显高于热风干燥的干天然橡胶硫化胶的拉伸强度变化率(-57%)和扯断伸长率变化率(-87%).     

基于巴西橡胶树的天然橡胶生产

天然橡胶是植物所产生的最为重要的多聚物之一，是一种重要的战略原料，以天然橡胶为原料的工业制品多达40 000以上。由于天然橡胶特殊的分子构造、巨大的分子量，以及含有来自胶乳的少量其它组分，使得该聚合物表现出极其优越的综合性能。在全世界为数2 500种以上的产胶植物中，巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Muell. Arg.)是商品天然橡胶的唯一来源。本文简要介绍天然橡胶最新的生产及消费动态，同时对橡胶遗传育种及可替代橡胶资源的研究现状作一综合评述。     

甲基丙烯酸丁酯接枝天然橡胶核壳结构的制备与表征

以过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用种子乳液聚合的方法合成了天然橡胶(NR)-g-甲基丙烯酸丁酯(BMA)共聚物。采用正交实验的方法研究了引发剂用量、反应温度、NR/BMA质量比对接枝率和接枝效率的影响,并采用红外(IR)、差示扫描量热法(DSC)以及透射电镜对NR-g-BMA进行了表征。结果显示:当NR/BMA质量比为100/80、KPS用量为0.25 phr(每100 g干基质量)、反应温度为60℃时接枝率和接枝效率最高;红外谱图表明BMA成功接枝到NR分子链上;DSC分析表明NR和PBMA为部分相容体系;TEM观察发现NR-g-BMA胶乳粒子是NR为核,PBMA为壳的核壳结构。按照不同配比制备了甲基丙烯酸丁酯接枝天然橡胶(GNR)与天然橡胶(NR)共混硫化胶膜,并测定了共混硫化胶膜老化前后的力学性能、邵氏硬度A、交联密度。结果表明,GNR/NR硫化胶膜相较于单纯天然橡胶的老化前后的抗拉伸强度及撕裂强度有明显的提高。     

环氧化天然橡胶的流变行为和力学行为

用橡胶加工分析仪研究了环氧化天然橡胶ENR）的流变行为和力学行为,并和天然橡胶（NR）进行了比较。结果表明,在高剪切速率区,ENR和NR的表观粘度都随剪切速率的增加而降低,但 ENR表观粘度的降低幅度比NR小。ENR和NR的粘流活化能均随剪切速率的增加先降低而后又增加,但ENR粘流活化能比NR大。在大应变范围,ENR的转矩S'的应变响应明显与NR 不同。在高频区,随温度增加NR的G'略有降低,而ENR的则明显下降。     

环氧化天然胶乳浸渍成膜的研究

用特别设计的恒温浸渍仪,对阳离子凝固剂、增稠剂、热敏剂、浸渍时间、温度等因素影响环氧化胶乳成膜的情况进行了研究。结果表明,用阳离子凝固剂及常规方法,浸渍成膜效果不好;不同的增稠剂或热敏剂效果不同;而在一定范围内,浸渍时间、浸渍温度均与胶膜厚度呈正相关。选用合适的配方和工艺条件可浸渍得到0.3—0.7mm的干胶膜,能满足一般浸渍制品的要求,其耐油性则比天然胶乳胶膜优越得多。环氧化胶乳制得的耐油手套同市售普通手套对比,前者耐油性比后者高近6倍。     

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。     

环氧化天然胶乳改性陶土对天然橡胶硫化胶的作用研究

以环氧化天然胶乳（ENRL）作为陶土的改性剂。采用IR并结合胶含量、表现交联密度、界面作用强度表征值、蠕变和力学性能测定,研究了ENRL对陶土的改性作用及其对天然橡胶硫化胶性能的影响。结果表明,ENRL对陶土具有较好的改性效果。环氧化程度较高的ENRL,最适宜用量较低;环氧化程度较低的ENRL,最适宜用量较高。ENR15为17．5％ENR25为15％ENR35为12．5％,ENR45为10％。以最适宜用量的ENRL对陶土的改性效果以ENR25较好,ENR15、ENR35次之,ENR45较差。     

环氧化天然橡胶对天然橡胶/白炭黑湿法母炼胶性能的影响

将乳胶状的环氧化天然橡胶(ENR)作为界面改性剂应用于NR/白炭黑的湿法混炼,通过对比ENR改性处理的湿法母炼胶(NES)和未经改性处理的湿法母炼胶(NS),研究ENR对湿法母炼胶性能的影响。结果表明:胶料中的填料-填料网络主要是在硫化初期填料絮凝而形成,通过热处理能够降低NES的填料絮凝速率。与NS相比,不管有没有偶联剂存在,NES均具有更低的絮凝速率常数和由此导致的更弱的填料-填料网络;随着偶联剂用量的增加,胶料的300%定伸应力和耐磨性提高,且NES的提高幅度更大。分析认为,ENR一方面在白炭黑表面形成聚合物层,防止填料的絮凝;另一方面能够与硅烷偶联剂起协同作用改善填料-橡胶界面结合。     

锰离子对天然橡胶老化性能的影响

研究锰离子含量对天然橡胶(NR)热氧老化、紫外老化和臭氧老化前后性能的影响,并采用核磁交联密度分析仪、DSC分析仪和傅里叶红外分析仪探究老化前后分子链结构的变化。结果表明,在老化之前,含有不同量的锰离子的天然橡胶的物理机械性能基本一致。经3种方式老化后的胶样性能均有不同程度的下降,当锰离子质量分数为0.000 30%时,天然橡胶老化后的拉伸强度、300%定伸应力、700%定伸应力下降程度最小。核磁交联密度测试表明,总交联密度(XLD)与网链分子量(Mc)有很好的对应关系,XLD随着锰离子质量分数的增加而先增大后减小,表明天然橡胶老化过程中交联反应和断裂反应存在竞争关系。示差扫描量热(DSC)测试发现,随着锰离子质量分数的增加,天然橡胶的玻璃化转变温度(Tg)先升高后降低,与核磁交联密度测试结果一致。红外分析(FTIR)发现,天然橡胶老化过程中发生了交联和断裂反应。