氢化丁腈橡胶/受阻酚阻尼复合材料的制备与结构

将受阻酚AO-80加入氢化丁腈橡胶(HNBR)中,成功制备了氢化丁腈橡胶/受阻酚阻尼复合材料。利用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)、动态力学分析(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对该复合材料进行了表征。测试结果表明:随着AO-80含量的增加,复合材料的阻尼因子逐渐增大,峰值对应温度逐渐移动至室温附近;在氢化丁腈橡胶(HNBR)内部,AO-80以无定形微球颗粒和无定形聚集体两种形式存在,以这两种形式存在的AO-80均可以利用氢键作用提高HNBR的阻尼性能。     

钨酸铅/天然橡胶纳米复合材料制备及其γ射线屏蔽性能

将钨酸铅(PbWO_4)粒子球磨至纳米尺度,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对其进行表面改性,并与天然橡胶(NR)机械共混,制备出橡胶纳米复合材料,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、接触角(CA)测量仪、电子万能试验机和高纯锗γ谱仪系统对其形貌及性能进行了表征与测试。结果表明:KH570成功接枝到PbWO_4表面;与未改性PbWO_4相比,改性后PbWO_4在NR中分散更为均匀,复合材料力学性能及γ射线屏蔽性能更为优异;PbWO_4与NR填充质量比为50∶100时,力学性能最佳(拉伸强度为30.6 MPa),相比于填充质量比为60∶100时,γ射线屏蔽率仅下降了1.8%,因此PbWO_4与NR最佳配料比为50∶100。     

新型改性纳米碳酸钙对天然橡胶的补强作用

制备了一种新型改性纳米碳酸钙M-CaCO3,采用FTIR、TGA和SEM对M-CaCO3的结构形态进行了研究;同时探讨了其与天然橡胶(NR)形成的纳米复合材料(NR／M-CaCO3)硫化胶的结构、形态和力学性能,并分别与硬脂酸包覆型工业纳米碳酸钙(CCR)及其与天然橡胶形成的纳米复合材料(NR／CCR)硫化胶进行比较,结果表明,M-CaCO3对NR具有显著的补强作用,其补强效果远优于CCR。     

INR/ENR复合材料的结构与性能

采用HCOOH/H2O2体系对天然橡胶胶乳进行环氧化,并将其用Na HSO3开环后制备天然橡胶离聚体。将制备的环氧化天然橡胶与天然橡胶离聚体按不同比例进行共混,复合制备INR/ENR天然橡胶复合材料,探讨环氧化天然橡胶/天然橡胶离聚体不同共混配比对复合材料力学性能的影响。复合材料的微结构及玻璃化转变温度分别由IR、DSC进行了表征。     

双尺度炭黑粒子复配对天然橡胶复合材料性能的影响

采用炭黑N660、N110复配制备炭黑/天然橡胶复合材料。通过扫描电镜(SEM)和橡胶加工分析仪(RPA)等表征方法对不同互配比的炭黑/天然橡胶复合材料的微观结构及性能进行表征。研究了不同互配比的炭黑对天然橡胶复合材料的动态力学性能及耐切割性能的影响。研究结果表明,恰当的双尺度炭黑复配可降低炭黑粒子之间的相互作用,从而明显改善炭黑在橡胶复合材料中的实际分布粒径,提高炭黑的分散性。橡胶复合材料的动态损耗可能是橡胶分子链之间的摩擦损耗、橡胶和炭黑的界面摩擦损耗、炭黑粒子之间的摩擦损耗共同作用的结果。当炭黑N110和N660互配比为40:10时,试样良好的实际粒子分散性和较高的结合胶含量使其具有最小的动态损耗因子,同时表现出最好的耐切割性能。     

石墨烯改性白炭黑填料对天然橡胶性能的影响

白炭黑(主要成分为纳米SiO₂,nano-SiO₂)由于易于制取、绿色环保等优点,现被广泛用于橡胶补强中,但是白炭黑因为结构上的特点,导致其在橡胶中的分散性和补强能力比炭黑差。利用硅烷偶联剂改善白炭黑在橡胶中的分散性,并研究改性白炭黑和石墨烯(GE)的协同补强作用对天然橡胶(NR)的影响。使用助分散剂单宁酸(TA)修饰的石墨烯与使用硅烷偶联剂KH570改性的白炭黑通过迈克尔加成反应得到杂化填料(KS-TGE),与天然橡胶充分混合制得KS-TGE/NR复合材料。经过测试,白炭黑经过改性后不仅改善了其在橡胶中的分散性,并且其和石墨烯制得的杂化填料与天然橡胶共混后,天然橡胶的力学性能得到提升。与未改性的nano-SiO₂/NR相比,改性后的复合材料拉伸强度最高提升36.3%,断裂伸长率最高提升79.5%,此外KS-TGE/NR仍能保持优异的弹性和动态力学性能。     

维生素C-稀土配合物在天然橡胶/炭黑复合材料中的防老化作用

以镧和维生素C为原料制备了一种新型稀土配合物,将该新型稀土配合物作为一种新型防老剂应用于天然橡胶/炭黑(NR/CB)复合材料中,研究了该稀土配合物对NR/CB混炼胶硫化特性和硫化胶力学性能的影响,通过红外光谱、力学性能保持率及表面形貌变化详细分析了该稀土配合物对NR/CB硫化胶耐老化性能的影响,并与常用橡胶防老剂4010NA、RD和MB进行了比较.结果表明:维生素C-稀土配合物对NR/CB混炼胶具有一定的硫化促进作用,并能提高NR/CB硫化胶的力学性能;维生素C-稀土配合物在NR/CB复合材料中有优良的抗老化作用,其抗热氧老化和抗紫外光老化效果与4010NA、RD相近,优于MB,其抗臭氧老化性能尤为突出,显著优于RD、MB和具有突出抗臭氧性能的4010NA.     

碳纳米管增韧PHBV/TPU复合材料的研究

为提高PHBV与TPU两相之间的相互作用力,改善复合材料的力学性能及热稳定性,采用熔融共混法制备了PHBV/TPU/CNTs复合材料。用扫描电镜、X射线衍射仪、差示扫描量热计、热重分析仪和万能试验机分析了材料的表面形貌、晶体结构、热学性能以及力学性能。研究表明:添加碳纳米管(CNTs)后PHBV与TPU两相界面未产生分离,两相之间的作用力有所提高;碳纳米管的加入促进了PHBV的结晶且使其由熔融双峰变为熔融单峰。此外,PHBV/TPU/CNTs复合材料的力学性能及热稳定性也有了显著提高。相比纯PHBV,复合材料的初始降解温度提高15℃,P/30T/3CNTs复合材料的断裂伸长率提高1 800%左右。     

玄武岩短纤维增强聚甲醛复合材料的力学性能和摩擦学性能

以聚甲醛(POM)为基体、玄武岩短纤维(BF)为增强材料,通过熔融共混、注塑成型制备了BF/POM复合材料,研究了BF的添加量、长度对复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析了复合材料的断面形貌和磨痕表面形貌。研究结果表明,BF的加入能有效改善复合材料的力学性能;在一定范围内,复合材料的力学性能会随BF添加量和长度的增加而提高,但增加到一定程度后其力学性能趋于稳定;BF的加入使复合材料的磨损量和摩擦系数都会增加,从而对其摩擦学性能产生不利影响。     

乳液共混法制备的石墨烯/天然橡胶纳米复合材料的微观结构研究

采用乳液共混将氧化石墨烯(GO)水溶液与天然胶乳共混,对此共混体系破乳后再原位还原从而制备了石墨烯/天然橡胶(GE/NR)纳米复合材料。TEM和XRD测试表明GE片层在NR基体中剥离程度高且达到了均匀的分散。高结合胶含量、Raman位移以及断面SEM粗糙程度表明GE与NR之间存在很强的界面作用。GE在NR基体中良好的分散以及二者之间的强界面作用均有利于提高GE/NR纳米复合材料的力学性能及导电性能。     

废胶粉／丁基橡胶／受阻酚混杂体阻尼性能的研究

采用合适的混合工艺条件制得有一定使用性能的废胶粉／丁基橡胶／AO-60共混阻尼材料，当废胶粉／丁基橡胶／AO-60共混比为60：40：25时，材料阻尼性能最好，阻尼损耗因子最高为0．63；随着AO-60含量的逐步增加．混杂体阻尼性能显著提高；在同一配比下的废胶粉／丁基橡胶／AO～60，加入经淬火处理的AO-60混杂体阻尼材料比加入未经淬火处理的AO-60混杂体阻尼材料的阻尼损耗因子低。     

碳纳米管束与炭黑并用对天然橡胶导热性能和动态力学性能的影响

研究不同长径比的多壁阵列碳纳米管束（carbon nanotube bundles,CNTBs）非等量替代炭黑N234并用的填料增强体系对天然橡胶（NR）导热性能和动态力学性能的影响。利用非线性拟合分析CNTBs管径与CNTBs/N234并用NR复合材料热导率的关系,发现随着CNTBs管径的减小和用量的提高,复合材料导热性能逐步提高。通过表征CNTBs在橡胶基体中形成的填料网络,发现CNTBs长径比增大和用量提高会导致杂化填料的分散效果下降即出现Payne效应,使复合材料在动态工况下损耗增大,60℃下7%应变的tanδ和疲劳温升出现增加。此外,添加长径比更大的CNTBs能提升材料的抗湿滑性能,提高玻璃化转变温度,但对磨耗性能有不利影响,CNTBs添加量为6 phr（相对于每100份以质量计量的橡胶添加的份数）时材料的磨耗体积显著增大。     

碳纳米管/天然橡胶复合材料的物理性能

为拓展碳纳米管应用领域,开发新型橡胶纳米复合材料,在碳纳米管预处理基础上,通过机械混炼方法将碳纳米管与天然橡胶复合。研究表明,与传统炭黑增强样品相比,碳纳米管在橡胶中的混入速度快,温升幅度小,混炼胶的硫化返原现象减轻。经过分散粘合体系处理,碳纳米管在橡胶中的分散性及界面粘合状况改善,热处理后复合材料的整体力学性能提高,对比炭黑增强样品,碳纳米管复合材料的弹性模量和玻璃化转变温度高,回弹及动态压缩性能好,并且热稳定性较高。     

苯基硅橡胶复合材料的制备与性能研究

通过阴离子开环聚合的方法合成了二苯基硅橡胶（DPVMQ）与单苯基硅橡胶（MPVMQ），并研究了苯基链节的种类与含量对硅橡胶复合材料性能的影响。结果表明：随着硅橡胶分子主链上苯基链节含量的增加，DPVMQ与MPVMQ在硫化过程中的扭矩差均有不同程度的减小，两者的拉伸强度均呈先增大后减小的趋势，但DPVMQ展现了更好的拉伸性能；随着苯基链节含量的增加，DPVMQ与MPVMQ的损耗峰向高温方向移动，其中DPVMQ的损耗峰有效温域更宽，损耗峰对应的温度也更高；DPVMQ与MPVMQ在辐照后的拉伸强度保持率随苯基链节含量升高都大致呈上升的趋势，含有25%摩尔分数苯基链节的DPVMQ在辐照后的拉伸强度保持率达到88.9%。     

炭黑／橡胶涂层复合材料导电性能的研究

本研究了橡胶／炭黑复合材料体系的导电性能。实验指出，其电阻率随温度的变化呈不同强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑粒子填充率，橡胶基体的性质，炭黑的结构及表面性质，加工工艺和硫化条件等对室温电阻率及ＰＴＣ效应的影响。     

废胶粉/铅锌尾矿砂新型阻尼复合材料

为探索对废胶粉和铅锌尾矿砂再生资源化利用的新途径,进行了用废胶粉与铅锌尾矿砂制备新型阻尼材料的研究。采用正交实验极差分析方法,研究了胶粉目数、尾矿量、DBP量对材料阻尼性能的影响。结果表明:废胶粉/铅锌尾矿砂制备阻尼材料的最佳配方为:胶粉目数为50目,尾矿砂目数为800目,废胶粉量为100 g,尾矿砂量为10 g,增塑剂DBP量为15 mL,对应阻尼损耗因子峰值为0.409 7;制备的废胶粉/铅锌尾矿砂新型阻尼材料的阻尼峰在低温,适合作为低温阻尼材料使用。     

基于密炼接枝工艺的杜仲胶改性橡胶沥青效果分析

杜仲胶为中国产特有的一种天然橡胶,具有可硫化或者接枝的双键结构。为解决橡胶沥青中胶粉与沥青相容性不足从而导致施工和易性差的问题,采用接枝工艺在杜仲胶与胶粉、沥青之间建立紧密化学链接是一个十分有效的技术手段,但限于溶剂接枝工艺复杂不利于工业化生产的现状,提出在密炼机中将接枝物与杜仲胶通过高温密炼的方式将其接枝改性。为了验证密炼接枝能否达到溶剂接枝的改性效果,开展了普通胶粉、密炼杜仲胶改性胶粉、溶剂接枝杜仲胶改性胶粉和密炼接枝改性胶粉4种胶粉对沥青的改性试验,通过常规与SHARP的沥青宏观试验方法和红外光谱、荧光显微镜和扫描电镜等微观观测方法进行了测试,分析了不同杜仲胶接枝方法对橡胶粉的影响。试验结果表明：高温密炼可以使橡胶粉产生脱硫和杜仲胶硫化等化学反应,从而改性橡胶沥青性能;并且能使小官能团在高温和机械作用下接枝到杜仲胶上,与橡胶粉混合后使其具有更高的化学活性,能与沥青建立更为有效的化学联系;杜仲胶无论密炼还是溶剂接枝均能与橡胶粉和基质沥青产生交联反应、构建交联网络,使沥青内部形成稳固的空间交联结构,显著提升橡胶沥青的施工和易性和体系稳定性。     

天然橡胶对聚乳酸的改性研究

为了更好地将聚乳酸(PLA)这种可以完全降解的环境友好型高分子材料应用在环保塑料这个领域中，并克服其固有的脆性.选用具有良好的韧性、生物相容性以及低成本可再生的天然橡胶(NR)来对PLA进行改性.采用动态硫化熔融加工的方法制备不同NR质量分数(5%～15%)的NR-PLA复合材料.通过机械性能测试发现，加入10%NR后，断裂伸长率由7.3%(PLA)升高到41.1%，表明NR对PLA具有显著增韧的效果；并且通过SEM发现两者之间相容性较好.本研究对进一步更好地应用PLA具有推进作用.     

PZT/Surlyn 0-3复合材料的热机械与介电及压电性能

采用热工艺制备了压电PZT陶瓷与沙林离子键热聚合体树脂复合的0-3结构柔性压电材料.对其动态热机械分析表明:该复合材料软化温度在100℃附近;通过阻尼损耗因子随温度变化曲线的峰位置确定该材料的玻璃化温度约为50℃.通过对不同极化电场下的压电性能的研究,确定该复合材料的最佳极化电场条件为大于4.8 kV/mm;当PZT的体积分数(φ)小于0.5时,复合材料的相对介电常数和压电系数都随PZT体积分数的增大而缓慢增大,实验结果与Yamada模型预测较为一致.该0-3结构(1-φ)Surlyn/φPZT柔性压电材料在盲人触摸键盘、工业振动阻尼器件、柔性压电能量收集器件等领域具有很好的应用前景.     

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℃.