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%).     

不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构号性能

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,采用微波干燥的干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生的切割痕迹。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％）。     

微波辐射凝固天然橡胶硫化胶热氧降解动力学的研究

采用红外光谱(FTIR)分析了微波辐射凝固天然橡胶(NR-m)的结构。采用热分析(TA)法研究了NR-m、酸凝固天然橡胶(NR-a)和自然微生物凝固天然橡胶(NR-n)3种硫化胶在空气气氛中的热氧降解行为;TG和DTG分析结果显示：3种硫化胶的热氧降解均为两步反应,由T0.05判断NR-m硫化胶的热氧稳定性介于NR-a硫化胶和NR-n硫化胶之间;通过Achar法和Coats-Redfem法求得,3种硫化胶热氧降解的微分式机理函数为f(α)=1/2·α-1、积分式机理函数为g(α)＝α2,属于一维扩散机理,NR-m硫化胶的热氧降解平均活化能为145.9～152.3 kJ/mol。     

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。     

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。     

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。     

长期贮存标准天然橡胶加工性能的研究

采用红外光谱、门尼粘度测定、橡胶加工分析等技术分析了长期自然贮存标准胶的结构和加工操作性能,测定了硫化胶老化前后的力学性能。结果表明:长期贮存后,标准胶的分子链之间发生交联和氧化降解,导致门尼粘度、凝胶含量上升,加工操作性能下降,并且老化后力学性能显著下降。     

热空气-微波耦合天然橡胶干燥机设计及其干燥动力学研究

为了解决天然橡胶加工中存在的干燥时间长、能耗高、环境污染和设备占地较大等问题,设计了一种热空气-微波耦合天然橡胶干燥机,以实现两种干燥方式优势互补,提升天然橡胶加工干燥技术水平。以胶乳级颗粒胶为研究对象,采用该设备研究了微波干燥和热空气-微波耦合干燥特性,及耦合干燥动力学。研究发现:当天然橡胶初始含水率高时,采用微波干燥容易使橡胶受热不均匀,从而发生内部局部过热,使胶粒发粘变坏,影响天然橡胶的性能;而采用热空气-微波耦合干燥,橡胶的干燥时间由单独用热空气干燥的415.8 min降至耦合干燥的107 min,且干燥过程传热比较均匀,得到的橡胶品质较好。根据天然橡胶的水分变化规律,建立了天然橡胶热空气-微波干燥动力学模型,其动力学模型为:MR=(1-a)exp(-0.0485t~(0.685))+(1-b)exp(-4.76×10~(-76)t~(35.905))。     

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。     

环氧化天然橡胶凝胶与溶胶的热降解

采用热重法研究了环氧化天然橡胶的凝胶和溶胶的热降解和热氧降解,并用３次样条函数对热重数据进行插值和微分,通过二元线性回归求出了凝胶和溶胶的热降解活化能、反应级数和频率因子。凝胶的起始降解温度、热氧降解温度及活化能高于溶胶的起始降解温度、热氧降解温度及活化能,说明凝胶的热稳定性高于溶胶。     

保存剂HB对鲜胶乳保存效果及生胶性能的影响

当前,生产上普遍采用氨作为鲜胶乳的保存剂,但氨具有很强的挥发性和刺激性,存在严重的污染问题。本研究采用一种水溶性、不挥发的丙二醇衍生物广谱杀菌剂（HB）与碳酸钠复配作为天然鲜胶乳的无氨复合保存剂,研究其对鲜胶乳保存效果及生胶性能的影响。结果表明,HB复合保存鲜胶乳挥发脂肪酸值上升速度远低于氨保存的样品,HB用量在0.12%~0.14%（质量分数）时鲜胶乳保存到第10天时挥发脂肪酸值依然低于0.1;HB保存生胶的6项指标均符合GB/T 8081—2008 标准中对于SCR5的要求,其中塑性保持率（PRI）高于氨保存生胶样品20个单位;HB保存硫化胶样品的物理机械性能优于氨保存硫化胶样品的物理机械性能,其中撕裂强度比氨保存硫化胶高出4.14~ 7.01 KN/m;此外,HB复合保存生胶样品玻璃化转变温度略高于氨保存生胶样品,热降解性能与氨保存生胶基本一致,分子量大小和分布与氨保存生胶相比差别也很小。因此,HB复合保存剂对天然鲜胶乳具有优异的保存效果,所制备的生胶具有良好的物理机械性能。     

就地制备聚苯乙烯树脂乳液补强天然胶乳的性能研究

利用乳液聚合原理就地制备聚苯乙烯树脂乳液补强天然胶乳，研究聚苯乙烯与天然胶乳的用量配比对天然胶乳硫化胶膜力学性能的影响。同时研究了补强胶乳的胶体性质、成膜性能及其硫化胶膜的耐溶剂性能。引用补强度（Ｒ）来表征天然胶乳胶膜的补强效果。实验结果表明：聚苯乙烯树脂乳液对天然胶乳具有良好的补强作用；补强胶乳仍具有良好的成膜效果；所得的补强胶乳硫化胶膜耐溶剂性能得到改善。并采用透射电镜（ＴＥＭ）、萃取等手段研究了补强胶的微观结构、树脂与天然橡胶的结合方式等。     

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。     

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。      

有机硅氧烷接枝改性天然胶乳的性能

研究有机硅氧烷接枝改性天然胶乳及其胶膜的性能.结果表明：接枝改性胶乳的机械稳定性、粘度均高于未改性胶乳的,与未改性胶乳生胶膜及硫化胶乳胶膜相比,接枝改性胶乳生胶膜及其硫化胶乳胶膜有更好的力学性能和耐溶剂性能、耐水性能.TG,DTG和DSC分析表明：与普通天然橡胶相比,有机硅氧烷接枝改性天然橡胶的热稳定性能明显提高.DMA分析测试表明：接枝改性胶乳的有机硅与天然橡胶具有一定的相容性;有机硅改性天然胶乳硫化胶膜的贮能模量E＇比天然胶乳硫化胶膜的小,表明改性后的回弹性降低.     

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。     

改性二硫化钼/天然胶乳硫化胶膜力学性能

研究二硫化钼用量、不同改性二硫化钼对天然胶乳胶膜力学性能的影响,在最佳用量之下,用硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570以及Si69对二硫化钼进行改性,研究二硫化钼与天然胶乳硫化胶膜的力学性能,并通过热重分析仪分析其热稳定性,扫描电镜（SEM）分析二硫化钼在胶膜中的分散效果。结果表明：随着二硫化钼用量的增加,硫化胶膜的力学性能先增加后降低,当二硫化钼的用量为6份和9份时天然胶乳硫化胶膜的力学性能较好;使用KH560改性过的二硫化钼制得天然胶乳硫化胶膜的性能好,且KH560的最佳用量为2份时,硫化胶膜的力学性能最好,且此改性二硫化钼在天然胶乳中的分散效果好;热失重分析可知,改性的硫化胶膜的热稳定性有所提高。     

2种凝固工艺制备的天然橡胶热降解表观活化能

用热重-微商热重(TG -DTG )方法研究了在流动的空气状态下 2 种凝固工艺制备的天然橡胶(NR )的热降解动力学,用 O zaw a 方程求取不同转化率 α 时的反应活化能 E,外推至转化率 α 为 0 的表观活化能 Eα→0,并用 Coats-Redfern 方程求取不同的加热速率 β 的反应活化能 E,外推 β 为 0 的表观活化能 Eβ→0。结果表明:甲酸凝固制备的 NR 在空气气氛中热降解反应表观活化能 Eα→0 为 101.6 kJ/mol,Eβ→0 为 104.5 kJ/mol,确定其表观活化能为 101.6￣104.5 kJ/m ol;自然凝固 7 d 制备的 N R 热降解反应表观活化能 Eα→0 为 107.7kJ/mol,Eβ→0 为 106.6 kJ/mol,确定其表观活化能为 106.6￣107.7 kJ/mol。自然凝固工艺制备的 NR 热降解反应的表观活化能高于甲酸凝固工艺制备的 NR 热降解反应的表观活化能。      

鲜胶乳凝聚法制备粉末天然橡胶及其性能研究

采用凝聚法,以鲜胶乳为原料制备粉末天然橡胶(PNR),研究了胶乳凝聚影响因素、产品粒径分布和产品干燥条件,并测试了其性能。结果表明,胶乳的pH值为9.3~9.4,硫酸铝用量为3.70%~3.77%为宜,胶乳浓度对产品收率影响不大;隔离剂纳米二氧化硅的用量在2~3份为宜,产品粒径处于1.0~4.0 mm的比例在83%以上。与酸凝天然橡胶相比,制备的PNR的灰分含量、氮含量、挥发物含量、P o和PRI都较高,丙酮溶物含量和门尼粘度较低;PNR混炼胶的M min较小,Δt30相差不大;PNR混炼胶的M L和V M较小,t10和t90较大,硫化速率较慢;PNR硫化胶的拉伸强度、300%定伸应力和500%定伸应力较高,扯断伸长率较低。