改性淀粉/天然橡胶复合材料的网络结构和力学性能的研究

为研究改性淀粉对天然橡胶的补强机理,对改性淀粉/天然橡胶(NR)复合材料的交联密度、动态力学性能及应力-应变行为进行了表征。结果表明:改性淀粉的加入,改善了交联网络结构的完整性,显著地提高了复合材料的交联密度、邵尔A硬度、拉伸强度、定伸应力及撕裂强度;在应变作用下,与纯NR相比,添加了改性淀粉的混炼胶的弹性模量(G′)和粘性模量(G″)均较低,损耗因子(tanδ)则较高,即生热较大;随着应变的增加,混炼胶的G′和G″均增大,tanδ减小,而随频率的变化规律则相反。     

纳米TiO_2/天然橡胶复合材料的抗菌性研究

采用溶胶凝胶法,以钛酸四丁酯掺杂金属Ag制备纳米二氧化钛(Ag-TiO2)水溶胶,并与天然胶乳湿法共混制备得到纳米TiO2/天然橡胶复合材料。紫外可见光谱表明,金属Ag能提高TiO2的光催化性能;透射电子显微镜观察到TiO2颗粒粒径为50nm左右,并且均匀的吸附在胶粒表面。研究此复合材料的抗菌性能结果表明,其具有良好的抗细菌和抗霉菌效果,对大肠杆菌的抗菌率达到90%以上,特别是硫化过后的纳米TiO2/天然橡胶复合材料的抗细菌率更达98.5%。     

纳米SiO2/天然橡胶复合材料的热降解动力学研究

利用热重-微商热重(TG-DTG)研究了在氮气氛围中纳米SiO2/天然橡胶复合材料的热降解动力学,采用不同升温速率下得到的热重数据,根据Coats-Redfern模型求取热降解过程的表观活化能E、反应级数n、频率因子A等参数,并与NR空白样品的热降解过程进行比较,得到2种样品在热降解反应过程中动力学参数方面的差异。其表观活化能Eβ→0分别是163.28和191.5 KJ/mol,降解反应级数n分别是1.8和2.3,频率因子A也比空白样品高两个数量级。     

基于湿法混炼的天然橡胶/白炭黑/炭黑复合材料的性能研究

采用湿法工艺制备了含50 phr白炭黑的天然橡胶(NR)/白炭黑母炼胶,为改善湿法母炼胶的定伸应力和耐磨性,添加炭黑作为第二相填料,研究炭黑用量和混炼工艺对复合材料性能的影响。结果表明：炭黑的加入顺序对NR/白炭黑/炭黑复合材料的性能具有重要影响。在热处理工序之后加入炭黑,能够增强填料-橡胶相互作用,提高复合材料的定伸应力和耐磨性;在热处理工序之前加入炭黑,能够发挥白炭黑/炭黑的协同效应,改善填料分散性,降低滚动阻力和提高抗湿滑性能。     

微波辐射原位生成纳米Mg(OH)_2/天然橡胶复合材料性能研究

采用MgCl2与胶清中的氨原位生成Mg(OH)2辅以微波辐射凝固胶清橡胶,通过扫描电镜观察Mg(OH)2在橡胶中的分布情况并研究不同Mg(OH)2含量对胶清橡胶硫化性能、物理机械性能及热稳定性的影响。结果表明:原位生成Mg(OH)2的同时能较好地凝固胶清橡胶,Mg(OH)2对橡胶的硫化有较明显的影响,随Mg(OH)2含量增大,胶清橡胶的力学性能呈下降趋势,但热稳定性略有增加。当Mg(OH)2含量不高于5%时,Mg(OH)2的粒径在20 nm左右,在橡胶基体中分散比较均匀;当Mg(OH)2含量大于10%时,Mg(OH)2粒径变大,团聚情况变严重,在橡胶中的分散不均匀。     

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。     

甲基丙烯酸甲酯改性白炭黑/NR复合材料的研究

在天然胶乳(NRL)和白炭黑(WC)为主的体系中,引入适量的甲基丙烯酸甲酯单体(MMA)和引发剂,利用单体对白炭黑表面发生接枝反应的同时,实现其与橡胶大分子链通过化学键相连接,乳液共沉制备白炭黑填充型天然橡胶复合材料(NR/WC/MMA)。复合材料具有良好的加工流动性、力学性能和耐老化性能。     

NR/ENR/SiO_2复合材料的阻尼性能研究

采用机械混炼的方法制备不同ENR含量的NR/ENR/SiO2复合材料,使用动态热机械分析仪(DMA)和橡胶加工分析仪(RPA)对NR/ENR/SiO2复合材料的动态力学性能和阻尼性能进行分析。结果表明:ENR对NR/ENR/SiO2复合材料的阻尼性能具有显著影响。动态热机械分析测试结果表明,随着ENR用量的增多,NR/ENR/SiO2复合材料在使用温度范围内的损耗因子积分面积增大,阻尼性能提高。橡胶加工分析频率扫描和应变扫描测试结果表明,在频率小于10 HZ不同应变时,加入了ENR的NR/ENR/SiO2复合材料的阻尼因子均高于NR/SiO2复合材料。扫描电镜分析结果证实,ENR的加入减少了SiO2的自聚,改善了填料在橡胶基体中的分散,从而使NR/ENR/SiO2复合材料力学性能得到提高。     

我国天然橡胶进口价格、产区和销区价格间的动态关系研究

运用协整分析、格兰杰因果检验、脉冲响应函数、方差分解等计量方法,对我国天然橡胶进口价格与天然橡胶产区、销区价格之间的关系进行实证分析。结果表明：三者之间存在协整关系;产区价格对销区价格和进口价格具有引导作用,销区价格和进口价格互为引导;三者信息的冲击影响持续时间都较长;产区价格信息在三者的预测方差中贡献度都比较大。     

小麦籽粒灌浆期铁、锌、锰、铜积累动态的研究

为了解小麦籽粒灌浆期Fe、Zn、Mn、Cu四种微量矿质营养元素的积累规律,以黄淮麦区的小麦品种长5864、郑麦366、济麦20、新麦18为试验材料,选取同一天抽穗及开花的植株进行标记,于花后10～35 d每5 d取各品种籽粒用原子吸收分光光度计法测定了籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu的含量,分析其含量和积累量的动态变化.结果表明,四种矿质元素在小麦籽粒中的含量和积累量均表现为Fe＞Zn＞Mn＞Cu.随籽粒灌浆的进行,各元素的含量呈下降趋势.籽粒Fe、Zn含量在花后10～30 d下降,其中花后10～20 d下降迅速,花后20～30 d下降平缓,花后30～35 d含量有所增加;籽粒Mn含量在花后10～35 d持续下降,其中花后10～25 d下降迅速,花后25～35 d下降缓慢;籽粒Cu含量在花后10～20 d下降迅速,花后20～30 d稳中略升,花后30～35 d含量下降.灌浆期籽粒各元素的积累量呈递增趋势,其日积累量在灌浆初期较高.籽粒Fe日积累量最高值出现在花后30～35 d,Zn、Mn、Cu日积累量最高值出现在花后10～15 d.在供试的四个品种中,长5864和郑麦366籽粒Fe、Cu的积累量较高,新麦18籽粒Mn、Zn的积累量较高.     

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。     

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。     

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。     

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。     

促进剂ZDiBC对硫化天然胶乳性能影响的研究

二异丁基二硫代氨基甲酸锌（ZDiBC）因其分子中二异丁胺的支化结构产生的空间位阻作用,使其与通用的未支化同类超促进剂相比在硫化过程中可显著降低N-亚硝基胺类物质的生成,是一种高效、制得硫化胶力学性能良好的环保型促进剂。而ZDiBC对硫化天然胶乳的胶体性能研究未见有报道。本研究采用硫磺为硫化剂,以ZDiBC为天然胶乳硫化促进剂,并与胶乳工业常用的二乙基二硫代氨基甲酸锌（ZDC）作对比研究,考察促进剂的用量、胶乳硫化温度和贮存时间对硫化天然胶乳粘度、机械稳定度、热稳定度的影响。结果表明：ZDiBC对硫化天然胶乳的粘度和机械稳定度的影响大于ZDC,对热稳定度的影响相差不大;随胶乳硫化温度的增加以ZDiBC和ZDC为促进剂的硫化胶乳粘度升高,而硫化胶乳机械稳定度和热稳定度则降低;随贮存时间的延长硫化胶乳的粘度增加,且ZDiBC为促进剂的硫化胶乳粘度增加幅度大于ZDC,硫化胶乳的机械稳定度略有增加而其热稳定度呈下降的趋势。     

天然胶乳的常压氢化及产物性能

应用NH4H40（水合腓）/H02/CuSO4催化体系在常压下使天然胶乳氢化制备氢化天然橡胶,结果表明硬脂酸钠、五水硫酸铜、水合腓用量及反应温度对HNR饱和度有显著的影响,当没有外加硬脂酸钠,铜离子与天然橡胶干胶分子链上双键的摩尔数之比为1∶1000,水合腓与干胶分子链上双键的摩尔数之比为1.4∶1,反应温度45℃时,HNR饱和度可达到64.6%。天然橡胶氢化后,其硫化胶力学性能得到改善,耐老化性能显著提高。     

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。     

颗粒状天然橡胶制备新方法及其性能的研究

对比天然橡胶5号胶,采用海藻酸钠作为辅助剂制备颗粒天然橡胶（SK-NR）,探讨海藻酸钠用量对SK-NR的凝固过程、力学性能、加工性能和热稳定性的影响。结果表明,颗粒胶是通过浓度梯度作用使凝固剂从外至里渗透凝固;与SCR-5相比,SK-NR的MH增大,T90缩短;随海藻酸钠用量的增加,SK-NR胶料的拉伸强度增大,撕裂强度变化不大,当海藻酸钠质量分数为1.0％时胶料的综合性能较好;RPA分析表明,海藻酸钠的加入会影响混炼胶的内耗;热稳定性分析表明,海藻酸钠在220~280 ℃间会裂解脱水,生成稳定的中间产物,导致SK-NR提前失重。