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。     

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。     

2-巯基苯并噻唑恒粘高性能天然橡胶耐臭氧老化的研究

高性能天然橡胶在实际生产应用中会出现贮存硬化的现象,导致了原本高性能的丧失,这一问题亟待解决。近年来研究报道了2-巯基苯并噻唑(MBT)可作为一种新型恒粘剂用于天然橡胶的恒粘处理,而关于MBT对臭氧老化性能的影响目前仍处于空白。通过加速贮存实验研究MBT对高性能天然橡胶的恒粘效果,并通过臭氧老化实验研究MBT的添加对高性能天然橡胶耐臭氧老化性能的影响。结果表明,利用MBT可制备具有较好恒粘效果的高性能天然橡胶;MBT的加入在一定量的范围内能提高橡胶的耐臭氧老化性能。     

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。     

乳清蛋白对天然橡胶性能的影响

通过外加乳清蛋白的方式研究了蛋白质对天然生胶理化性能和硫化胶的力学性能、老化性能、硫化特性、交联密度及动态热机械性能的影响。结果表明:天然生胶中加入乳清蛋白后,随着蛋白质含量的增加,门尼粘度升高,正硫化时间缩短,硫化胶的力学性能及热老化性能提高;在测试范围内,硫化胶的交联密度升高,储能模量和玻璃化温度都随着蛋白质含量的增加而增大。     

天然橡胶低温诱导结晶的影响因素研究

天然橡胶(NR)的结晶性能是其具有优异力学性能的重要原因之一。本研究采用不同的凝固方法制备了NR生胶,通过差示扫描量热仪(DSC)研究蛋白质、水溶物、丙酮溶物对NR生胶低温诱导结晶过程中的结晶速率和结晶度的影响。结果表明,蛋白质和丙酮溶物可以促进NR的结晶并提高结晶度,水溶物则阻碍NR结晶。     

红外光谱法分析不同品系的橡胶样品

我们运用力学—红外振动光谱测定PR107、PB86、GT1、海垦1四个品系及实生树橡胶样品的力学性质,并对其橡胶烃及各种非胶组分进行红外光谱图分析,系统地报道天然橡胶各种非胶组分红外光谱图,本文实属第一次。通过不同品系样品红外光谱图对比,我们发现各种非胶组分(包括水溶物、丙酮溶物、蛋白质)的组成与含量均有所不同。尤为重要的是,不同品系的橡胶,其橡胶分子结构亦存在着差异,主要是甲基、功能基团以及3、4加成异构体含量有所不同,这一点对于生产不同性能的橡胶具有一定指导意义。     

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。     

蒲公英橡胶的提取及其结构性能初探

采用碱煮法、酸解法和溶剂法从橡胶草根中提取蒲公英橡胶,并对提取后橡胶的组分和结构性能进行了初步分析。结果表明,溶剂法提取蒲公英橡胶的纯度较高;通过红外光谱和核磁共振波谱的分析可知,蒲公英橡胶的结构与三叶天然橡胶大致一样;蒲公英橡胶的交联密度则低于三叶天然橡胶;在分子量及其分布上,蒲公英橡胶的分子量小于三叶天然橡胶,且分子量分布较窄和较均匀;蒲公英橡胶的塑性初值和门尼黏度低于三叶天然橡胶,其后续生产加工存在一定难度。     

蛋白质含量对天然橡胶减震性能的影响

利用酶解蛋白质原理,采用单因子试验,固定稳定剂用量和消化温度,考察不同酶用量对天然橡胶力学性能、减震性能及热稳定性能的影响。结果表明:随着蛋白质含量降低,天然橡胶硫化胶的拉伸强度呈增大趋势,其老化后性能保持率稍有下降。蛋白质含量对天然橡胶热稳定的影响作用较小,随着蛋白质含量降低,天然橡胶的减震性能有所提高。     

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。     

天然橡胶贮存过程中分子交联网络分析

天然橡胶(NR)在贮存过程中发生轻微的分子交联,塑性初值、门尼粘度和凝胶含量增加,致使其加工性能降低,后续加工能耗增加。采用高速冷冻离心、蛋白酶及脂肪酶处理天然胶乳制备离心天然橡胶(CNR)、脱蛋白天然橡胶(DPNR)、脱脂肪-脱蛋白天然橡胶(P-DPNR),并分析其贮存过程中的交联密度、交联点数量、凝胶含量、分子量和塑性初值(P0)的变化。结果表明:在贮存过程中,随贮存时间的延长,NR、CNR、DPNR的交联密度、交联点数量、凝胶含量、分子量和塑性初值(P0)均呈现显著的增大趋势。而P-DPNR的交联密度、交联点数量、凝胶含量、分子量和塑性初值(P0)在加速贮存0~12 h时,略有增加,加速贮存12~48 h时,变化比较平缓。红外谱图分析表明NR、CNR、DPNR的1 740 cm-1长链脂肪酸特征峰随贮存时间的延长而略微减小,P-DPNR的长链脂肪酸特征峰减弱。综合分析表明天然橡胶贮存过程中,醛基和环氧基等官能基团、表面蛋白、结合蛋白及脂质均影响分子交联网络的形成,其中脂质对交联网络的形成影响较大。     

有机过氧化物硫化天然胶乳的研究

研究了过氧化羟基异丙苯（氢过氧化枯烯）等有机过氧化物对天然胶乳硫化效果的影响,分析了不同引发剂的种类、用量以及不同硫化温度对硫化胶乳的影响。结果表明,以过氧化羟基异丙苯、四乙烯五胺、丙烯酸丁酯、少量的铁离子络合物为氧化—还原体系、聚氧乙烯十二烷基醚为乳化剂的硫化体系为低温下（４０℃）最佳硫化体系,物机性能均获得提高。它们的最适宜用量分别为：０．４５３、０．３０２、３、０．０６８ ｇ ／１００ ｇ干胶。与硫磺硫化体系的比较的结果表明：过氧化羟基异丙苯硫化体系的硫化胶膜耐热老化性能、胶乳稳定性、透明度均比硫磺硫化制成的硫化胶膜好,拉伸强度等与硫磺硫化的相近。      

天然胶乳的过气体物预硫化和胶膜性能

研究了叔丁基过氧化物（tBHP）预硫化天然胶乳的方法，对预硫化温度、tBHP和果糖用量与胶乳硫化程度的关系进行了试验，也研究了铁离子浓度对硫化速率的影响及所需外加铁离子的最大用量，测试了不同工艺条件过氧化物预硫化胶乳(PPVL)胶膜的物理性能，并进行了PPVL的贮存试验和浸渍试验。试验结果表明，PPVL除在硫化后的最初几天交联程度略有增加外，随后基本保持稳定；PPVL胶膜有较高的定伸应力；PPVL浸渍成膜性能良好，适用于一般的浸渍生产工艺。