改性纳米碳酸钙补强NR/SBR/BR并用胶的表征

通过固相法在硬脂酸改性商品纳米碳酸钙CCR中加入间苯二酚与六亚甲基四胺的络合物RH,制备了改性纳米碳酸钙M-CCR,并分别制备了天然橡胶/丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶与M-CCR和CCR的复合材料.利用橡胶加工分析仪(RPA)和透射电子显微镜(TEM)研究了M-CCR和CCR在并用胶基体中的分散性、界面结合力、加工性能和形态.同时比较了复合材料的力学性能.结果表明,并用胶填充M-CCR的加工性能、补强作用以及填料的分散性和界面结合力均明显优于CCR.     

纳米微晶纤维素替代炭黑补强天然橡胶

采用纳米微晶纤维素(NCC)部分替代炭黑,制备了天然橡胶/纳米微晶纤维素/炭黑复合材料(NR/NCC/CB),研究了NCC对NR/CB复合材料性能的影响.结果表明,NCC提高了CB补强NR的扯断伸长率,并保持在500%以上,永久变形下降至30%以下,且NR/NCC/CB的拉伸强度和撕裂强度基本保持或略优于NR/CB,硬度则基本保持不变;NCC替代炭黑的量为5phr～20phr时,材料仍能保持良好的耐磨耗性能;NCC替代炭黑的量低于15phr时,材料的抗曲挠龟裂性能得到改善;NCC的加入还改善了材料的热空气老化性能,降低了材料的压缩疲劳生热,当NCC取代CB的量为10 phr时,复合材料的生热达到最低值13.0℃.     

化学法制备纳米微晶纤维素的研究进展

纳米微晶纤维素是一种制备原料来源广泛、成本低、在功能材料等领域有广泛应用前景的可再生新兴纤维素功能材料。然而纳米微晶纤维素的制备存在得率低、水耗大、对设备要求严格等缺点,限制了纳米微晶纤维素的大规模生产;因此寻找纳米微晶纤维素的绿色、高效制备方法显得尤为重要。笔者从原料和化学制备方法上综述了制备纳米微晶纤维素的研究进展,并对纳米微晶纤维素制备及纳米微晶纤维素基功能材料的进一步发展应用进行了展望。     

纳米微晶纤维素的制备与表征

本文用硫酸水解微晶纤维素来制备纳米纤维素(nanocrystalline cellulose,以下简称为NCC).通过正交试验方法确定了硫酸水解法制备纳米纤维素的最佳反应条件,并通过粒径分析、XRD(X-ray diffraction)衍射、红外光谱(infrared spectroscopy,简称为IR)分析和扫描电镜分析对所制备的纳米纤维素进行了表征.对纳米纤维素粒径大小的影响因素中最主要的是硫酸浓度,其次是水解时间,最后是反应温度,最佳反应条件为硫酸浓度60%,反应时间2.5 h,反应温度45℃;纳米纤维素的平均粒径为187 nm,粒径分布系数PDI为0.394;通过XRD衍射和红外光谱分析,可以看出纤维素的特征和晶体结构未发生明显变化.     

天然纤维素纳米微晶的制备及性质

分别以二甲基亚砜（DMSO）前处理过的棉纤维和没有经过二甲基亚砜前处理的棉纤维为原料制备了纤维素纳米粒子．通过TEM,WXRD,IR,DSC,TGA及元素分析等手段对其结构和性能进行了表征．TEM表明其形态为长度在数百纳米,直径在数十纳米的棒状粒子．IR分析表明两种情况下制得的纤维素纳米粒子和棉纤维具有相同的特征官能团．元素分析表明,该纳米粒子中碳、氧元素百分含量比棉纤维的更接近于理论值,而氢元素百分含量略高于理论值．WXRD分析表明纤维素纳米粒子和棉纤维属于同一种晶型,经过DMSO前处理制得的纤维素纳米粒子结晶度略有下降．热分析表明纤维素纳米粒子热稳定性低于棉纤维,经过DMSO前处理得到的纤维素纳米粒子表现更明显．     

棒状纳米微晶纤维素的热降解行为

文中对水解制备得到的纳米微晶纤维素采用了两种不同的处理方法以提高其热稳定性:于60℃下反复加热洗涤以减少其硫酸氢根含量或加入NaOH中和表面的硫酸氢根.研究表明:这两种方法都可以有效提高纳米微晶纤维素的热稳定性.与普通纤维素在热降解过程中只形成一个主要裂解区间不同,所有纳米微晶纤维素样品不仅存在主要裂解区间,而且在高温区域( >400℃)还存在一个明显的第二裂解区间.同时所有纳米微晶纤维素样品最终生成的焦炭产量很相近(3.5% ～5.0%).这说明当纤维素颗粒的粒径小至纳米尺寸时,外部催化剂的存在只是改变了其热降解的途径,但其整体热降解行为和最终的焦炭产量受其纳米颗粒特性所主导.文中还利用分峰拟合的方法表明在纳米微晶纤维素的主要裂解区间存在两个平行的竞争反应.     

锡偶联型高乙烯基SSBR/BR/NR共混性能研究

该文研究了高乙烯基锡偶联型SSBR、NR、BR3种胶料的相容性及共混硫化胶的性能。结果表明：SSBR、NR及BR在一定的比例下,具有较好的相容性,DMA曲线上只有1个玻璃化转变,当SSBR／BR／NR的比例为20：30：50时,共混硫化胶的 M300、断裂伸长率和断裂时的拉伸疲劳次数最大,力争陛能较好。SSBR／BR／NR3种胶料共混有效地改善了NR的耐磨耗性能和抗湿滑性能,而对滚动阻力影响不大。     

纳米微晶纤维素改性的石墨烯增强聚乙烯醇膜的研究

通过将纳米微晶纤维素(NCC)通过氢键作用吸附在还原氧化石墨烯(RGO)上,制备了纳米微晶纤维素改性的石墨烯(NCC-RGO),并将其作为填料,用溶液混合法制备了聚乙烯醇(PVA)复合膜.对复合膜的结构及其吸水率,热稳定性和力学性能进行了研究.结果表明:NCC能够有效的防止RGO的团聚,NCC-RGO能在水中稳定分散.NCC-RGO作为填料能够减小复合膜的吸水率,提高复合膜的拉伸性能和热稳定性能.其中,NCC/RGO质量比为1∶1,NCC-RGO与PVA的质量比为1.0%的复合膜综合性能较好.     

纳米TiO2/纳米MMT/SBR复合改性沥青掺量研究

针对西部高原地区年平均气温低、紫外线辐射强导致沥青路面极易老化从而产生一系列路面病害的问题,选取纳米TiO_2、MMT、SBR三种改性剂制备复合改性沥青。为确定改性剂的适宜掺量,通过响应曲面法结合三大指标试验分析三种改性剂的改性效果,并利用动态剪切流变试验、低温弯曲梁试验对不同纳米TiO_2、MMT掺量的改性沥青进行抗老化性能评价从而得到基于沥青抗老化性能的改性剂最佳掺量。结果表明改性剂对三大指标的影响因子排序,即针入度和延度:SBR纳米TiO_2纳米MMT,软化点:纳米MMT纳米TiO_2SBR,并通过预测公式确定最佳掺量为4%SBR+1.5%纳米TiO_2+4%纳米MMT;通过对改性沥青抗老化评价得到的纳米TiO_2、MMT改性剂的最佳掺量与模型结果几乎一致,分别为1%、4%,最佳掺量下的纳米TiO_2、MMT可使基质沥青抗老化性能分别提升60%和30%。     

团状模塑料增强CR/ACM并用胶

针对玻璃纤维增强不饱和聚酯存在的韧性差、氯丁橡胶(CR)/丙烯酸酯橡胶(ACM)并用橡胶力学性能差等问题,提出用团状模塑料(DMC)作增强相,CR/ACM为基相.通过复合材料力学性能、耐热老化的研究,确定了DMC/CR/ACM的最佳配比为45/75/25,硫化的最佳工艺条件是20min×160℃×10 MPa.通过扫描电镜(SEM)分析研究了复合材料中DMC的用量,红外光谱(IR)分析证明了DMC能与CR和ACM形成交联键,并进一步证明了制备复合材料DMC/CR/ACM的可能性.     

微晶纤维素/蓖麻油悬浮液的电流变效应

实验上检测了微晶纤维素/蓖麻油悬浮液的电流变效应,给出了在不同电场下剪切应力对剪切应变率的依赖关系,用静电极化的点偶极子模型定性解释了实验结果.     

用含氰基离子液体绿色制备纳米铜微晶研究

本工作研究了在含氰基咪唑类离子液体中从辉铜矿中提取铜．通过X-射线衍射仪和JSM-5600LV扫描电镜对产物进行了表征．实验结果表明：辉铜矿Cu（I）的溶解是离子液体中的氰基和酸共同作用结果．本实验体系采用N-氰乙基-N’-正丁基咪唑四氟硼酸盐,是通过增大空间位阻适度降低Cu（J）与氰基的配位作用,利于氧化亚铜和铜的制备．     

纤维素纳米晶对胶凝复合材料耐酸性能的影响

Acid mine drainage presents an important threat to cementitious structures. This study is aimed at investigating the effect of cellulose nanocrystals (CNCs) on the acid resistance of cementitious composites. CNCs were added to mortar mixtures as additives at cement volume ratios of 0.2vol%, 0.4vol%, 1.0vol%, and 1.5vol%. After 28 d of standard curing, the samples were immersed in a sulfuric acid with a pH value of 2 for 75 d. The unconfined compressive strength (UCS) test, the density, water absorption, void volume test, and thermogravimetric analysis were carried out to investigate the properties of CNC mixtures before sulfuric acid immersion. It was found that the addition of CNC reduced the volume of permeable voids and increased the hydration degree and mechanical strength of the samples. Changes in mass and length were monitored during immersion to evaluate the acid resistance of mixtures. The mixture with 0.4vol% CNC showed a reduced mass change and length change indicating its improved acid resistance.     

载姜黄素香蕉纤维素微晶/PLGA多孔材料的制备及性能研究

用香蕉纤维为原料,经化学脱胶后制取香蕉纤维素微晶;用溶胶-凝胶法制备多孔材料并载入姜黄素制成载药多孔材料。用FT-IR、TG-MS、DSC、BET等对载药多孔材料的性能进行分析和研究。BET结果显示,平均孔径为15.77nm;DSC结果表明,载药多孔材料的熔融温度为93℃;利用紫外测试该载姜黄素香蕉纤维素微晶/PLGA多孔材料的体外释放性能,载药量测得在10%左右,包封率在42%.对载药量等指标的研究,探讨本研究所制备的载姜黄素香蕉纤维/PLGA多孔材料的释药行为及可达到最优的条件。     

SBR工艺用滗水器的研究

对SBR工艺核心设备滗水器进行研究,介绍了滗水器的类型和特点,分析了不同类型滗水器的优缺点。     

纳米纤维素/碳纳米管复合物的制备及电化学性能研究

以纳米纤维素为基体材料,单壁碳纳米管为导电活性材料,利用自组装技术制备了CNCs/SWNT导电复合物.利用X射线衍射、热重分析、循环伏安和交流阻抗等测试方法对所制备样品的晶型、热稳定性和电化学性能进行表征.分析结果表明,CNCs表面的羟基和SWNT表面的羧基相互作用,形成氢键,导致CNCs/SWNT复合物结晶度降低,热稳定性增强.电化学测试分析表明,与CNCs修饰电极相比,CNCs/SWNT复合物修饰电极的电荷迁移阻力更小,电化学活性更高.     

橡胶补强用酚醛树脂的研究

对橡胶补强用酚醛树脂的合成方法、反应原理、工艺条件、性能鉴定等予以较为详细的讨论。认为该类酚醛树脂是现代子午线轮胎和其他橡胶制品重要而理想的补强剂。     

超临界甲醇中CuO-ZnO/Al_2O_3催化微晶纤维素的液化研究

在超临界甲醇中使用CuO-ZnO/Al_2O_3复合氧化物催化液化微晶纤维素,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、甲醇填充率对微晶纤维素转化率的影响,并通过正交实验确定其最佳反应条件:反应温度280℃,反应时间90 min,催化剂用量125%、甲醇填充率60%.通过FT-IR和GC-MS对其催化液化产物进行分析,结果表明在超临界甲醇中,微晶纤维素主要发生热解与醇解反应,纤维素大分子分解形成小分子化合物,添加催化剂可促进小分子化合物脱水并进行加氢重整,得到C_2~C_7醇类为主要液化产物.     

HAF/NR复合材料中填料/基体界面相互作用的控制及其对橡胶补强的影响

采用含有吡啶官能团的分子对高耐磨炭黑粒子（HAF）原位接枝改性调控填料/基体界面相互作用。采用Ayala参数定量计算填料/基体界面相互作用,研究了界面相互作用对天然橡胶（NR）补强性能的影响。复合材料的拉伸应力-应变曲线表明,填充接枝炭黑的复合材料具有更高的力学性能,其原因是炭黑接枝增强了填料-基体界面相互作用,削弱了填料-填料相互作用。     

纤维素纳米晶须/柞蚕丝素纳米纤维的制备与表征

采用同轴静电纺丝技术,制备了纤维素纳米晶须/柞蚕丝素(CNW/TSF)核壳结构纳米纤维.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射研究了不同核壳质量比的CNW/TSF纳米纤维的形貌和结晶结构.研究表明:与纯柞蚕丝素纳米纤维相比,核壳结构的纳米纤维的直径显著增加;在所选的质量比范围内,CNW含量对核壳结构纳米纤维的直径影响不明显;CNW/TSF纳米纤维呈现明显的核壳结构,且作为皮层的TSF能够很好地包覆作为芯层的CNW;随着CNW与TSF质量比的增加,芯层厚度逐渐增加,皮层厚度逐渐减小,但CNW和TSF相应的结晶结构均未发生改变.