《合成橡胶工业》2016年第六期题录

1侧基为苯环的改性环硅氧烷的合成及其对硅橡胶性能的影响

单位：中国航空发动机集团公司北京航空材料研究院; 中国航天科技集团公司北京航天石化技术装备工程公司

摘要：通过甲基二苯基硅烷(Me Ph_2Si H)改性四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D_4~(Vi))制得了2种含有不同苯环侧基浓度的改性环硅氧烷,采用核磁共振表征了改性环硅氧烷,并研究了改性环硅氧烷对硅橡胶阻尼性能及物理机械性能的影响。结果表明,2种改性环硅氧烷分别为D_4~(Vi)分子中3个乙烯基基团与Me Ph_2Si H发生硅氢化反应的产物和D4Vi与Me Ph_2Si H完全硅氢加成反应的产物; 添加改性环硅氧烷能够提高硅橡胶的阻尼性能,且侧基浓度越大,硅橡胶的阻尼性能越佳; 添加含有活性乙烯基的改性环硅氧烷能够提高硅橡胶的物理机械性能,而无乙烯基、含有大空间位阻基团的改性环硅氧烷则会降低物理机械性能。

2八乙烯基笼型倍半硅氧烷的合成及其对硅橡胶性能的影响

单位：四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室

摘要：通过乙烯基三乙氧基硅烷在酸催化下的水解缩合合成了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVPOSS),并将其与白炭黑(SiO_2)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行溶液共混,制得OVPOSS/SiO_2/PDMS复合材料,表征了OVPOSS及其在PDMS中的分散状况,研究了PDMS复合材料的拉伸性能和热稳定性。结果表明,制得的OVPOSS带有8个乙烯基,且其8个硅原子处于单一化学环境的稳定结构; OVPOSS在PDMS中分散良好,没有发生团聚现象; OVPOSS的加入提高了PDMS复合材料的拉伸应力、扯断伸长率、拉伸模量和热稳定性。

3丙烯酸酯橡胶AR 72 LS的结构与性能

单位：青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室

摘要：采用傅里叶变换红外光谱、热失重-气相色谱-质谱联用仪及核磁共振氢谱表征了牌号为AR 72 LS的丙烯酸酯橡胶(ACM),考察了炭黑用量对ACM混炼胶及硫化胶性能的影响。结果表明,ACM的主单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸甲氧基乙酯,硫化点单体为氯乙基乙烯醚; 随着炭黑用量的增加,ACM混炼胶的最大转矩、最小转矩及转矩差值均增大,正硫化时间延长,Payne效应变得明显; ACM硫化胶的损耗因子峰值降低,玻璃化转变温度升高,拉伸强度、邵尔A硬度和定伸应力均提高,扯断伸长率先增大后减小。

4氧化铝/碳纳米管填充乙烯基聚二甲基硅氧烷的导热网络结构及导热模型分析

单位：四川大学高分子科学与工程学院; 中国工程物理研究院电子工程研究所

摘要：分别用氧化铝(Al_2O_3)单组分和Al_2O_3/碳纳米管(CNTs)双组分为填料,制备了导热乙烯基聚二甲基硅氧烷(PDMS),通过动态流变测试仪研究了体系的导热网络结构,并采用Hashin-Shtrikman边界模型分析了CNTs在导热网络结构中的桥架作用。结果表明,CNTs的加入增强了PDMS体系中Al_2O_3填料的网络效应,完善了导热网络结构,且微量的CNTs搭在分散的Al_2O_3上形成连续分布的导热通道,起到桥架的作用,使体系的导热系数有较明显的提高。

5塑解剂二苯甲酰胺基二苯基二硫化物与有机酸并用对废旧胶粉再生效果的影响

单位：徐州工业职业技术学院江苏省橡胶循环利用工程技术研究开发中心; 青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室

摘要：以化学塑解剂二苯甲酰胺基二苯基二硫化物(DBD)为再生活化剂,将其与有机酸并用对废旧胶粉进行再生,考察了4种芳香酸(苯甲酸、水杨酸、硫代水杨酸、二硫代二苯甲酸)和5种脂肪酸(己二酸、草酸、酒石酸、苹果酸、硬脂酸)对再生胶性能的影响。结果表明,4种芳香酸的加入均可使再生胶的溶胶含量增加,交联密度和门尼黏度降低,且再生胶的拉伸强度略有降低,扯断伸长率提高,邵尔A硬度略有下降,其中二硫代二苯甲酸的辅助再生效果较好,且其用量的增加可改善再生效果; 5种脂肪酸的加入均可使再生胶的溶胶含量增加,交联密度和门尼黏度降低,且再生胶的拉伸强度提高,不利于改善扯断伸长率,邵尔A硬度变化不大,其中酒石酸和硬脂酸的辅助再生效果较好,且其用量的增加可改善再生效果。

6离子液体改性氧化石墨烯/白炭黑填充天然橡胶的性能

单位：南京理工大学教育部软化学和功能材料重点实验室; 南京工程学院材料工程学院; 南京东瑞减震控制科技有限公司

摘要：用离子液体(IL)氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑改性氧化石墨烯(IL-GO)/IL改性白炭黑(IL-白炭黑)填充天然橡胶(NR),研究了IL-GO在硫化胶中的分散状况,考察了IL-GO用量对NR混炼胶的结合胶、硫化特性及硫化胶的物理机械性能、导热性能的影响。结果表明,IL可以明显改善GO在NR中的分散性,同时可促进NR混炼胶的硫化; 当IL-GO用量为1份时,NR硫化胶的物理机械性能和导热性能达到最佳,拉伸强度、撕裂强度和导热系数均达到最大值,分别为27.26 MPa、74.30 k N/m和0.213 W/(m•K); 随着IL-GO用量的增加,NR硫化胶的储能模量上升,玻璃化转变温度下降。

7炭黑用量对过氧化物硫化三元乙丙橡胶性能的影响

单位：青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室

摘要：以双叔丁基过氧化异丙基苯为硫化剂,通过无转子硫化仪、毛细管流变仪及橡胶加工分析仪考察了炭黑用量对乙烯含量不同的2种三元乙丙橡胶(EPDM)混炼胶硫化特性、流变行为、动态黏弹性能及硫化胶拉伸性能的影响。结果表明,随着炭黑用量的增加,2种EPDM混炼胶的焦烧时间(ts1)均缩短,正硫化时间均变化不大,门尼黏度均逐渐增大,混炼胶黏-切依赖性增大; 在相同炭黑用量下,乙烯含量高的混炼胶的ts1较短,硫化程度和硫化速率提高,2种EPDM混炼胶均表现出剪切变稀行为,乙烯含量高的EPDM混炼胶的剪切弹性模量明显高于乙烯含量低的EPDM混炼胶; 随着炭黑用量的增加,2种EPDM硫化胶的拉伸强度和100%定伸应力均不断提高,且高乙烯含量有助于提高EPDM硫化胶的拉伸性能。

8硫化体系对天然橡胶基磁流变弹性体性能的影响

单位：南京理工大学软化学和功能材料教育部重点实验室; 南京理工大学发射动力学研究所

摘要：以天然橡胶(NR)为基体,羰基铁粉为磁性粒子制备了NR基磁流变弹性体(NR-MRE),考察了不同硫化体系,如传统硫化(CV)体系、半有效硫化(SEV)体系、有效硫化(EV)体系和平衡硫化(EC)体系对NR混炼胶硫化特性及NR-MRE物理机械性能、磁流变性能、热稳定性、微观形貌的影响,并表征了NR-MRE的微观形貌。结果表明,在4种硫化体系中,CV体系的NR混炼胶硫化返原程度较为严重,NR-MRE的磁流变弹性体具有最高的拉伸强度和磁流变效应(EMR)以及最差的热稳定性; EC体系的NR混炼胶硫化返原程度不明显,硫化速率最慢,NR-MRE的拉伸强度最低; EV体系的NRMRE的EMR最低,热稳定性最好。在4种硫化体系的NR-MRE中,羰基铁粉均呈现清晰的链状结构,其中CV体系最明显,EC体系排布与SEV体系相似,但团聚比SEV体系严重。

9氢化丁腈橡胶硫化胶的机械再生

单位：徐州工业职业技术学院徐州市特种弹性体实验室

摘要：以松香、古马隆和树脂1101为增黏软化型再生助剂,采用机械薄通法对氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化胶进行再生,考察了再生助剂品种及用量对HNBR再生胶性能的影响。结果表明,当3种再生助剂用量相同时,添加树脂1101的HNBR再生胶的流动性较好,添加古马隆的HNBR再生胶的操作安全性较好,添加松香的HNBR再生胶的硫化效率较高,且物理机械性能较优; 松香和树脂1101的适宜用量为12~16份,古马隆的适宜用量约为16份; 添加不同再生助剂的HNBR再生胶经热空气老化后的拉伸强度均上升、扯断伸长率均下降,且随着再生助剂用量的增加,扯断伸长率下降程度增大,耐老化性能变差; 添加松香的HNBR再生胶的耐老化性能劣于添加古马隆和树脂1101的HNBR再生胶; 随着再生助剂用量的增加,添加古马隆和树脂1101的HNBR再生胶的耐油性能得到改善。

10离子液体改性氧化石墨烯对天然橡胶性能的影响Ⅱ.硫化特性及动力学

单位：南京理工大学软化学和功能材料教育部重点实验室; 南京工程学院材料工程学院; 南京东瑞减震控制科技有限公司

摘要：用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMI)改性氧化石墨烯(GO),以改性GO(GO-BMI)填充天然橡胶(NR),通过X射线衍射法、差示扫描量热法和拉曼光谱表征了GO-BMI,考察了GO-BMI用量对NR混炼胶硫化特性的影响,并采用Ghoreisy模型和自催化反应模型研究了硫化动力学。结果表明,GO经过BMI改性后,层间距进一步增大,玻璃化转变温度相比BMI向高温方向移动,结构的无序性增大; 随着GO-BMI用量的增加,NR混炼胶的焦烧时间和正硫化时间均延长,硫化速率下降; Ghoreisy模型和自催化模型均能很好地描述GO-BMI/NR混炼胶的硫化动力学,随着GOBMI用量的增加,硫化反应活化能逐渐增大。

11硅烷功能化蒙脱土/苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物纳米复合材料的制备及性能

单位：上海理工大学材料科学与工程学院; 上海理工大学环境与建筑学院

摘要：用十六烷基三丁基溴化磷、甲基三甲氧基硅烷连续对钠基蒙脱土(Na+-MMT)进行改性,制得了有机插层蒙脱土(H-OMMT)和硅烷功能化蒙脱土(S-H-OMMT),并采用熔融共混法制备了功能化蒙脱土/苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)纳米复合材料,表征了S-H-OMMT微观结构,研究了S-H-OMMT在SEBS基质中的分散性及复合材料的热稳定性、拉伸性能。结果表明,十六烷基三丁基溴化磷和甲基三甲氧基硅烷对Na~+-MMT实现了有机化改性,H-OMMT和S-H-OMMT的层间距相比Na~+-MMT增大,H-OMMT呈明显的片层状,而S-H-OMMT的片层更为松散; H-OMMT和S-H-OMMT均与SEBS形成插层结构,后者甚至产生部分剥离结构,相容性明显改善; 少量S-H-OMMT(质量分数小于3%)的加入可改善SEBS的热稳定性和拉伸性能。

12聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯对丁苯橡胶性能的影响

单位：南京理工大学教育部软化学和功能材料重点实验室

摘要：用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性氧化石墨烯(GO),再将PVP改性GO(PGO)与丁苯橡胶(SBR)胶乳共凝制得PGO/SBR硫化胶,通过X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了PGO在SBR基体中的分散状况,考察了PVP用量对SBR硫化胶性能的影响。结果表明,在PGO/SBR硫化胶中,PGO被完全剥离,均匀分散在SBR基体中; 当PVP/GO(质量比)为3时,PGO/SBR硫化胶的交联密度达到最大值,比GO/SBR硫化胶增大了46.3%,物理机械性能、热稳定性能、导热性能和耐溶剂性能达到最佳,相比GO/SBR硫化胶,拉伸强度、100%定伸应力和撕裂强度分别提高了43%,315%,22%,最大分解温度升高了5.71℃,导热系数增加了11.7%,平衡溶剂吸附量下降了37.1%。

13碳化淀粉包覆改性白炭黑/乳聚丁苯橡胶复合材料的性能

单位：北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室; 北京化工大学北京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室

摘要：用淀粉糊对白炭黑进行改性得到碳化淀粉包覆改性白炭黑,将其填充乳聚丁苯橡胶(SBR),制得改性白炭黑/SBR复合材料,考察了淀粉含量对SBR混炼胶硫化特性、白炭黑在橡胶中的分散性及复合材料物理机械性能、耐磨性能、抗湿滑性、滚动阻力的影响。结果表明,随着淀粉含量的增加,SBR混炼胶的加工性能提高,白炭黑在橡胶中的分散性能得到改善,耐磨性能下降,抗湿滑性能基本不变; 当淀粉质量分数为5.0%时,改性白炭黑/SBR复合材料的物理机械性能最佳; 当淀粉质量分数为10.0%时,复合材料在应变小于10%时的滚动阻力高于未改性白炭黑/SBR复合材料。

14氧化锌/甲基丙烯酸对原位合成甲基丙烯酸锌增强三元乙丙橡胶性能的影响

单位：青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室

摘要：采用原位合成法甲基丙烯酸锌(ZDMA)增强三元乙丙橡胶(EPDM),通过傅里叶变换红外光谱研究了原位合成法的反应机理,考察了氧化锌(Zn O)/甲基丙烯酸(MAA)对EPDM硫化胶动态力学性能、物理机械性能和相态结构的影响。结果表明,在混炼过程中,Zn O与MAA发生反应生成了ZDMA; 在硫化过程中,ZDMA发生聚合反应生成了聚甲基丙烯酸锌,且通过锌离子相互连接形成了离子交联网络,同时橡胶之间也发生了交联反应形成共价键交联网络; 当Zn O/MAA(摩尔比)为0.75时,聚甲基丙烯酸锌分散性最好,EPDM硫化胶的物理机械性能最佳,拉伸强度和撕裂强度均达到最大值,分别为28.4 MPa、63.9 k N/m,扯断伸长率为479%; EPDM硫化胶中分布的纳米颗粒为聚甲基丙烯酸锌与ZDMA的混合物,且颗粒与橡胶的界面模糊,结合性好; 随着Zn O/MAA的增加,颗粒粒径增大。

15用橡胶加工分析仪探究硫化天然橡胶的再生机理

单位：上海交通大学高分子材料研究所

摘要：通过橡胶加工分析仪考察了天然橡胶(NR)在不同温度、时间下的再生过程,研究了NR硫化胶再生过程中交联结构的变化及再生机理。结果表明,当温度超过163℃时,NR硫化胶的再生程度显著提高; NR硫化胶在193℃再生时,前期主要发生主链断裂,后期交联键断裂迅速增多并逐渐占主要方式,同时伴随着交联键的重排; 随着时间的延长,NR硫化胶再生效率达到一定程度后无明显变化,最终产物是数均分子量为26 500~66 600的溶胶。

16天然橡胶/细菌纤维素晶须复合材料的水触发模量变化（英文）

单位：南京理工大学教育部软化学和功能材料重点实验室

摘要：采用蒸发法将细菌纤维素晶须(BCWs)与天然橡胶(NR)胶乳混合制备了NR/BCWs复合材料,研究了其吸水性能及吸水前后常温储能模量的变化。结果表明,NR/BCWs复合材料的吸水过程可分为2步,第1步速率较大,第2步逐渐减小直至溶胀平衡状态。随着BCWs填充量的增加,NR/BCWs复合材料的平衡吸水量先减小后增大。这是由于BCWs既可以形成吸水通道增大吸水量,又能形成物理交联减小吸水量,填充量低时后者起主要作用。吸水后NR/BCWs复合材料的常温储能模量显著降低,幅度可达到2个数量级,当BCWs的填充量仅为3份时,模量变化幅度达到80.71%。

17废旧橡胶热裂解炭黑的制备及应用进展

单位：上海交通大学高分子材料研究所

摘要：综述了废旧橡胶热裂解炭黑制备工艺的影响因素,包括温度、压力、废旧橡胶的粒径及加热速率等,介绍了热裂解炭黑的结构特点、性能及其应用,并对比了热裂解炭黑和商业炭黑的性能差距,指出其研究方向。