北京化工大学先进弹性体材料研究中心成果简介

近5年来,围绕国民经济发展对先进弹性体材料的重大需求,先进弹性体材料研究中心与国内多家大型石化企业有长期良好的合作关系,还与国内著名的轮胎公司、橡胶制品企业建立了18家校企联合研发中心,拥有丰富的技术孵化、工程化和辐射经验,并且产生了显著的经济效益和社会效益,为中国的橡胶工业做出了极为重要的贡献。代表性成果如下：     

可降解聚醚酯弹性体PTCG的合成及初步生物学评价

用熔融缩聚法合成聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯-b-聚乙二醇(PTCG)聚醚酯弹性体.按照ISO 10993标准,采用L929小鼠成纤细胞对其进行体外细胞毒性测试;以狗的血管平滑肌细胞 (SMCs)为模板细胞,测试细胞在材料表面的贴附性能.采用旋转成型/粒子洗出法制备三维血管支架,接种SMCs后在生物反应器上进行动态培养,探索PTCG作为组织工程血管支架材料的可行性.结果表明,合成的PTCG聚醚酯弹性体无细胞毒性;SMCs在PTCG薄膜表面贴附生长良好;所制备支架的孔径、孔隙率和力学性能等满足组织工程血管支架的要求;体外培养3 d后,大量SMCs长入血管支架并开始分化.     

聚烯烃弹性体的阻燃、抑烟作用

论述了聚烯烃高聚物的阻燃性,用两种微胶囊红磷与聚烯烃高聚物制备阻燃材料.在高聚物中只添加少量的微胶囊红磷就可以使材料具备良好的阻燃性能,从实验中发现这两种微胶囊红磷是高效的阻燃剂.但阻燃材料往往产生一定的烟雾,硼酸锌可以大大降低烟雾,硼酸锌在微胶囊红磷阻燃中可以发挥重要的作用.因此可以得出结论:在选择微胶囊红磷作阻燃剂时必须添加抑烟剂,微胶囊红磷与硼酸锌可以组成一个良好的阻燃体系,它可以改进聚烯烃高聚物的阻燃性能,减少烟雾的形成.     

用氯化苄改性稻草的实验研究

以NaOH作润胀剂及催化剂,氯化苄作醚化剂,甲苯作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵作相转移催化剂(PTC),在一定温度下对稻草进行改性·改性的最佳反应条件为:氯化苄(8mL),甲苯(8mL),氢氧化钠(2g),PTC(0 01g),在105～110℃下,反应4h,即可得增重183 5%的苄基化稻草·并对改性后的稻草进行了红外光谱分析、X射线衍射分析(XRD)和差热分析,发现苄基化改性稻草的微观结构有了很大改变,能部分消除稻草的极性,在热塑性材料方面有很大的应用前景·     

磁流变弹性体阻尼器-转子系统的移频特性研究

磁流变弹性体中铁磁颗粒成分对磁流变弹性体阻尼器的刚度可控特性具有重要影响。研制了分别由大颗粒和小颗粒铁粉制备的多种不同质量分数的磁流变弹性体,采用一种挤压式磁流变弹性体阻尼器-柔性转子系统研究铁粉颗粒直径和质量分数对转子系统临界转速的影响。试验结果表明,含有大颗粒铁粉的弹性体阻尼器在小电流时就有明显的移频作用。在相同控制电流条件下,由小颗粒铁粉制备的弹性体阻尼器-转子系统,随铁粉质量分数的增加,系统的临界转速变化(移频特性)越明显;而由大颗粒铁粉制备的弹性体阻尼器-转子系统,其临界转速随铁粉质量分数的变化规律与小颗粒铁粉的刚好相反。     

钢-弹性体夹层正交异性桥面板受力性能分析

通过三跨聚氨酯-钢板夹层结构正交异性桥面板空间结构的计算,分析该种夹层桥面板在夹芯层厚度及面板厚度变化时,在不同受力状况和不同截面处各控制点的受力性能.结果表明,夹层桥面板的受力特性在于:在跨中截面中间纵向U形加劲肋上方的夹层板底面纵、横向应力拉压性质与常规受弯构件不同;加劲肋底面纵向应力比截面其它位置大得多,横向应力可忽略;在支点截面中间加劲肋与桥面连接处,聚氨酯芯层纵向应力最大,横向应力可忽略;钢板与聚氨酯结合面的剪切强度大于6 MPa时可满足粘结要求.     

玻璃态金属塑料

报道了Ce-,LaCe-,CaLi-,Yb-和Sr-基等系列块体金属玻璃,这些金属玻璃同时具有塑料和金属合金的性质,因此被命名为玻璃态金属塑料．玻璃态金属塑料具有非常低的玻璃转变温度（Tg≈25～150℃）和低的杨氏模量（约20—35GPa）．类似于玻璃态的塑料,金属塑料在过冷液相区表现出宏观、微观甚至纳米尺度的塑料一样的优异变形行为,它们可以在很低的温度下进行加工,如在热水中拉伸、压缩、弯曲和压印．室温下,金属塑料表现出金属特性,它们具有高的热和电导率、优异的力学性能以及其他独特的性质．金属塑料具有潜在的应用,同时是研究非晶态物理问题的一个很好的体系．     

二醇扩链剂对聚醚型热塑性聚氨酯性能的影响

以聚醚多元醇为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和不同小分子二元醇为硬段,采用预聚体法合成热塑性聚氨酯(TPU)。研究了异氰酸酯指数、不同扩链剂以及混合扩链剂的物质的量比对聚醚型热塑性聚氨酯性能的影响。结果表明,当异氰酸酯指数为1.02时,热塑性聚氨酯的综合性能最佳;一缩二乙二醇合成的TPU具有最佳的力学性能,而双酚A合成出来的TPU具有优异的熔体流动性,当双酚A与一缩二乙二醇的物质的量比为1/3时,聚醚型热塑性聚氨酯在保持一定力学性能的同时又具有较好的熔体流动性。     

卡拉胶复合弹性体的电场响应性能

以生物高分子卡拉胶水凝胶为连续相,将钛酸钡粒子或钛酸钡/高分子聚合物核壳复合粒子分别在有、无电场的作用下分散于连续相中,得到了几种卡拉胶复合弹性体.通过动态粘弹谱仪测试其储能模量,探讨外加电场对弹性体电场响应性能的影响.结果表明:复合弹性体对外加电场有正响应;分散有高分子聚合物包覆的核壳粒子的弹性体,对外加电场作用的响应优于分散有纯钛酸钡粒子的弹性体.