海外橡膠期刊摘要精選

《橡膠化學(xué)與工藝》2014, Vol. 87 No.4 Rubber Chemistry & Technology

具有極高阻隔性的溴化丁基橡膠/改性蒙脫土納米復(fù)合材料

向硫化膠中添加高分散納米黏土能改善膠料的阻隔性能和力學(xué)性能。高度分散對獲取最佳性能很關(guān)鍵。本研究提出了一個分步方法將四價銨鹽改性的天然蒙脫土（MMT）黏土分散到溴化丁基橡膠（BIIR）中去。使用溶劑插層及機(jī)械剪切有效地插入/剝離MMT束。有效地從溶劑插層母煉膠中去除了溶劑。用該技術(shù)制造的納米發(fā)黏材料具有高度的插層和剝離性，同時改善了阻隔性能、動態(tài)力學(xué)性能和力學(xué)性能。性能的改善使該材料能用于要求具有較好力學(xué)性能及阻隔性能的場合；可用于具有較大滯后、較低行駛溫度以及較低燃油消耗的薄輪胎氣密層。

能隔離高溫的碳納米纖維補(bǔ)強(qiáng)EPDM/聚酰亞胺復(fù)合材料

彈性體及其復(fù)合材料被廣泛地用作熱處理、發(fā)電、火焰防護(hù)和航空航天中的隔熱系統(tǒng)。在不同的彈性體中，低密度的三元乙丙橡膠（EPDM）具有令人感興趣的性能，例如其飽和的主鏈具有優(yōu)異的耐老化性和耐氧化降解性。另外，將聚酰亞胺（PI）加入到彈性體中可以提高其熱穩(wěn)定性。另一方面，碳納米纖維（CNF）可增強(qiáng)膠料的力學(xué)性能，而且具有成炭率高的優(yōu)點。將EPDM與馬來酸酐（MAH）接枝進(jìn)行改性，以獲取較好的橡膠-填料相容性。用掃描電子顯微鏡和高分辨率透射-電子顯微鏡進(jìn)行的形態(tài)研究表明，在MAH接枝EPDM基質(zhì)中納米填料分散均勻。用熱重分析和差示掃描量熱法表征了EPDM/PI納米復(fù)合材料的熱性能。此外，還測量了導(dǎo)熱率、熱擴(kuò)散率和比熱。PI和CNF填充馬來化EPDM制備的高溫隔熱膠料，表現(xiàn)出了非常好的物理性能和熱力學(xué)性能。

含未改性LDH的阻燃性XNBR彈性體復(fù)合材料

雙層氫氧化物（LDH）是在結(jié)構(gòu)中存在各種金屬并在層間有陽離子的無機(jī)黏土，可用作橡膠填料。制備了羧基丁腈橡膠（XNBR）/LDH新型納米復(fù)合材料，并表征了它們的性能。通過改變含Zn離子和Al離子的LDH(Zn-Al LDH)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，大幅改善了它的力學(xué)性能。尤其是發(fā)現(xiàn)了LDH具有明顯的補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)。盡管LDH與傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)填料（例如沉淀法白炭黑和炭黑）之間有粒徑差異，但膠料的彈性模量和拉伸強(qiáng)度都提高了。性能提高幅度與LDH的用量有關(guān)，當(dāng)LDH用量為100份時，達(dá)到最大值。試驗數(shù)據(jù)表明，這種補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)是由于填料與基質(zhì)間離子-離子直接的相互作用。另外，我們還報道了納米填料對納米復(fù)合材料的阻燃性和熱分解具有積極作用。我們將這一作用歸因于納米填料具有的層狀結(jié)構(gòu)。

對廢棄輪胎所含生物量進(jìn)行定量分析的14C及TGA技術(shù)

對測定廢棄輪胎（ELT）所含生物量的熱重分析（TGA）法和14C法作了比較。制備了不同類型的ELT試樣，并用兩種方法（TGA和14C）測量了每一試樣的生物量分?jǐn)?shù)。還制備了已知天然橡膠和硬脂酸含量的6種參比試樣，以熱重分析建立的校準(zhǔn)曲線來檢驗14C分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。得到的結(jié)論是：在測定廢棄橡膠所含的生物量時，14C技術(shù)是更有效、可靠、精確的方法。因為參比試樣的14C試驗結(jié)果與天然橡膠和硬脂酸的實際含量十分相符。另一方面，熱重分析的顯示結(jié)果與參比試樣的已知天然橡膠含量及與14C方法的結(jié)果相差很大。因此，該方法不適合用于廢棄輪胎所含生物量的測定。

具有高乙烯鏈節(jié)含量的EPDM的過氧化物交聯(lián)

大量文獻(xiàn)闡明了經(jīng)過氧化物分子熱分解引起自由基鏈反應(yīng)，從而產(chǎn)生過氧化物交聯(lián)三元乙丙橡膠（EPDM）的機(jī)理。從自由基鏈反應(yīng)的機(jī)理來看，所有類型的活潑烴類鍵（例如烯丙基、次甲基和亞甲基CH鍵）都可能會受到烷基自由基的影響并與彈性體網(wǎng)絡(luò)的形成有關(guān)。然而，亞甲基鏈節(jié)含量高時[通?！?0%（摩爾分?jǐn)?shù)）]，簡單的化學(xué)動力學(xué)和熱化學(xué)分析表明，自由基攻擊主要發(fā)生在亞甲基CH鍵上。依據(jù)這一結(jié)論，給出了所研究的3種工業(yè)用EPDM的簡易交聯(lián)機(jī)理。利用化學(xué)動力學(xué)的基本觀點，從這一新型機(jī)理推導(dǎo)出相應(yīng)的動力學(xué)模型，用于評估主要反應(yīng)的化學(xué)官能團(tuán)（隨反應(yīng)時間）的變化（雙鍵及交聯(lián)密度的變化）。這些預(yù)測的正確性最終通過研究橡膠交聯(lián)鍵常用的5種不同的分析手段成功地得到了證實。

六亞甲基二異氰酸酯和聚丙二醇的反應(yīng)動力學(xué)

用差示掃描量熱法（DSC）和動態(tài)力學(xué)分析法（DMA）研究了合成具有通用性能的聚氨酯時，六亞甲基二異氰酸酯（HDI）和不同分子量聚丙二醇（PPG）間的反應(yīng)動力學(xué)。由DSC觀察到的動態(tài)放熱反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，用頻率因子項中附加溫度項來修正的Kissinger公式，能準(zhǔn)確描述所有HDI/PPG反應(yīng)的等溫反應(yīng)動力學(xué)。通過Ozawa方法和DMA測量所觀察到的模量分析可以證明修正的合理性。無論P(yáng)PG是何種類，隨著轉(zhuǎn)化度不同，頻率因子變化，而且在接近70%時轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值。介紹了修正動力學(xué)公式的推導(dǎo)。另外，還導(dǎo)出了描述活化能和頻率因子與PPG分子量依賴關(guān)系的經(jīng)驗公式。

微結(jié)構(gòu)基材熱塑性彈性體的注壓

熱塑性彈性體微結(jié)構(gòu)表面注壓件有許多應(yīng)用領(lǐng)域（如超憎水表面和圖紋粘合），但對影響這些材料重現(xiàn)性因素的認(rèn)識很有限。研究了模具長徑比和零件取向（陰、陽模具）與微觀特征重現(xiàn)中熱塑性彈性體硬段含量的相互作用。用3種具有相似化學(xué)性和不同硬度的共聚多酯熱塑性彈性體，模壓了具有陰、陽特征的帶有不同結(jié)構(gòu)和尺寸比（0.02:1～2:1）的電鑄型鎳模具。利用掃描電子顯微鏡和表面光度儀表征了模具和零件的結(jié)構(gòu)寬度和高度以及結(jié)構(gòu)的限定。

根據(jù)介電性能和力學(xué)性能研究炭黑填充氫化丁腈橡膠的填料網(wǎng)絡(luò)逾滲行為、填料-填料接觸及填料-聚合物相互作用

根據(jù)介電性能和力學(xué)性能，通過改變混煉期間炭黑（CB）用量、CB比表面積、硫化膠的循環(huán)變形及密煉機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，研究炭黑（CB）填充氫化丁腈橡膠的填料網(wǎng)絡(luò)逾滲行為、填料-填料接觸及填料-聚合物的相互作用。使用介電松弛儀，結(jié)合逾滲理論測定由填料-填料接觸形成的CB網(wǎng)絡(luò)逾滲閾值。采用動態(tài)機(jī)械分析儀和通用試驗機(jī)觀察填料-填料接觸和填料-聚合物相互作用。根據(jù)溫度掃描分析Arrhenius曲線以確定填料-填料鍵。根據(jù)應(yīng)變掃描和準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變性能，通過滯后損失依賴性及補(bǔ)強(qiáng)系數(shù)分析，研究填料-聚合物的相互作用及填料-填料接觸。應(yīng)用Maier和Goritz提出的可變網(wǎng)絡(luò)密度模型，解釋填料-聚合物相互作用形成的穩(wěn)定和不穩(wěn)定鍵對貯存模量所起的作用。結(jié)果表明，填料網(wǎng)絡(luò)的逾滲閾值隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高及CB比表面積的減小而增大，這表明填料-填料的接觸受轉(zhuǎn)速提高到某一程度的影響。循環(huán)變形沒有明顯地影響逾滲閾值。這就意味著填料-填料接觸受硫化膠料循環(huán)變形的影響不明顯。但是根據(jù)對某些力學(xué)性能變化的仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，填料-聚合物相互作用因該循環(huán)變形過程而變?nèi)?。我們發(fā)現(xiàn)宏觀力學(xué)性能和CB用量間存在著新的令人感興趣的關(guān)系。對這些結(jié)果的分子性質(zhì)，以及疊加模型和傳統(tǒng)的分子滑移理論進(jìn)行了討論。

（劉 霞 譯）

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