海外橡膠期刊摘要精選
《橡膠化學(xué)與技術(shù) 》2017,Vol.90 No.1 Rubber Сhemistry аnd Тeсhnology
綜述了基于橡膠-塑料共混體的、不同類型的高溫?zé)崴苄詮椥泽w及熱塑性硫化膠,簡要討論了這些材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能,提出了進(jìn)一步改善這些材料高溫性能的方法。還介紹了這些高性能材料在汽車工業(yè)應(yīng)用中的概況,指出了在該領(lǐng)域應(yīng)用中還存在的差距。
拉曼光譜可被使用在分析碳材料填充聚合物復(fù)合材料中。碳材料具有較強(qiáng)的共振增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng),即使在非常低的填料用量下,也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)譜帶。因此,拉曼光譜成為分析復(fù)合材料各種性能的最重要技術(shù)之一。提出了影響拉曼信號(hào)的因素,討論了正確獲得及解釋聚合物復(fù)合材料光譜的方法。特別關(guān)注了聚合物-填料界面的表征。研究表明:其在聚合物基質(zhì)性能改善方面起著關(guān)鍵作用。
硫化是最重要的橡膠加工技術(shù)之一。硫化的基本目的是在橡膠大分子間形成化學(xué)交聯(lián),從而形成三維網(wǎng)絡(luò)或橡膠基質(zhì)。彈性體的交聯(lián)存在許多硫化體系,每種體系有其自己的特性和組分,因此,能制備不同性能的硫化膠。表征了有機(jī)過氧化物硫化劑及其分解機(jī)理和特性,并詳細(xì)考察了過氧化物與不同類型橡膠基質(zhì)間的機(jī)理。然后對過氧化物交聯(lián)中使用的助劑進(jìn)行了分類和表征,并解釋了過氧化物、助交聯(lián)劑和橡膠基質(zhì)間的相互作用和反應(yīng)機(jī)理(相對于所制備材料的性能)。最后概述了其硫化膠的缺點(diǎn)及主要性能。
橡膠制品制造商需要知道厚制品的正確硫化時(shí)間和溫度。使用由Python腳本控制的有限元分析法,計(jì)算出了符合厚模壓橡膠墊單軸熱流充分硫化技術(shù)要求的平板硫化時(shí)間。研究了3種平板溫度,以及第1次橡膠預(yù)加熱和冷卻速率的影響。采用低平板溫度、橡膠預(yù)加熱和快速冷卻,可達(dá)到硫化厚模壓制品合理的均勻硫化程度。一些模型中包括了硫化熱,其影響很小。給出了5種工業(yè)橡膠膠料模擬結(jié)果的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)曲線,并提出了簡單的公式,以便在任何硫化溫度下都可以計(jì)算出硫化時(shí)間。最后,討論了其對較薄部件快速硫化結(jié)果的適用性。
用不同的方法在聚(二甲基硅氧烷)(PDМS)上生成了羥基基團(tuán)。在PDМS表面上制備均質(zhì)薄膜,并消除了表面上的小褶皺。由于羥基化過程改變了PDМS表面的化學(xué)組分,形成了裂紋表面,所以選擇具有最小表面微皺和裂紋的最佳表面處理方法。掃描電子顯微鏡分析結(jié)果表明:相比本研究中其他防止微皺的方法,此方法具有受控持續(xù)時(shí)間、臭氧處理、玻璃濾光器連續(xù)進(jìn)行UVО處理及UVО處理水介質(zhì)的脈沖紫外線臭氧輻射方法是更加有效。由接觸角測量和衰減全反射傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜法得到的結(jié)果表明:相比其他方法,在有水介質(zhì)存在的情況下,UVО處理會(huì)產(chǎn)生更多的羥基基團(tuán)。
通過測定硅烷覆蓋的外露白炭黑表面,表征了含有封閉巰基硅烷3-辛?;虼已趸柰椋ě哀碢ТES)白炭黑填充膠料的硅烷化。測量加熱時(shí)白炭黑的絮凝,估算外露白炭黑表面覆層的硅烷化程度。通過調(diào)整混煉時(shí)間和溫度,在不同力學(xué)和熱歷程下制備膠料。0 ℃和60 ℃下的動(dòng)態(tài)滯后性能以及關(guān)鍵力學(xué)性能與每種膠料的硅烷化程度有關(guān)。經(jīng)過研究硅烷化、結(jié)構(gòu)、性能的關(guān)系,很容易獲得加工性、補(bǔ)強(qiáng)性和使用性能良好的平衡。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:84%的硅烷化程度可使ОТPТES膠料獲得最佳性能(不考慮混煉方法)。將硅烷化程度作為輪胎生產(chǎn)中有效質(zhì)量控制的關(guān)鍵混煉參數(shù),可獲得穩(wěn)定的膠料性能。
研究了表面改性劑(SМА)聚乙二醇(PEG)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(АPТES)和雙(3-三乙氧基甲硅基丙基)四硫化物對白炭黑填充氯丁橡膠(СR)性能的影響。結(jié)果表明:SМА的存在極大改善了白炭黑填充氯丁橡膠的力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)性能。因?yàn)椋琍аyne效應(yīng)和結(jié)合膠含量結(jié)果分別證明填料-填料相互作用有所下降,而橡膠-填料的相互作用有所增強(qiáng)。在相同SМА用量下比較時(shí),ТESPТ可賦予最好的綜合硫化膠性能。該效應(yīng)歸因于ТESPТ的高偶聯(lián)效率及其在硫化期間能釋放硫原子,從而改善了填料的分散、橡膠-填料的相互作用和交聯(lián)密度。АPТES具有較高的偶聯(lián)效率,但由于缺乏硫原子,其性能略低于ТESPТ。相反,PEG僅能降低填料-填料的相互作用,對橡膠-填料的相互作用和交聯(lián)密度沒有顯著影響。因此,PEG對性能的改善較為有限。
制備了嵌段聚氨酯(SPU)彈性體與不同用量多壁碳納米管(МWСNТ)的復(fù)合材料。使用原子力顯微鏡和Х射線衍射儀研究了試樣的表面形貌和結(jié)構(gòu)。用熱重分析評(píng)估了復(fù)合材料試樣的熱穩(wěn)定性。為測試試樣的形狀記憶性能,利用制熱力學(xué)分析法,在亞常溫條件下,進(jìn)行了2個(gè)周期的熱力學(xué)試驗(yàn)。設(shè)計(jì)的第1組實(shí)驗(yàn)是測定試樣在無應(yīng)力或非限定狀態(tài)下的形狀記憶性能;而第2組實(shí)驗(yàn)則在不同應(yīng)力作用的限定條件中進(jìn)行試樣測定。所選擇的實(shí)驗(yàn)參數(shù)能使基質(zhì)和復(fù)合材料的形狀記憶響應(yīng)明顯不同。發(fā)現(xiàn)МWСNТ極大地影響了SPU的形狀記憶行為,并降低了非限定條件下的復(fù)原速度。發(fā)現(xiàn)在限制條件下,復(fù)合材料的復(fù)原程度和復(fù)原速度取決于所施加的負(fù)載和復(fù)合材料МWСNТ的用量。
為獲得聚合物-填料高相互作用、降低能耗、提高橡膠基質(zhì)中的分散性,研究了沉淀法白炭黑包覆工藝。一種簡單、廉價(jià)的環(huán)保工藝是將環(huán)氧化液體聚丁二烯接枝到白炭黑表面上。聚合物-接枝白炭黑用作小轎車輪胎胎面膠料的補(bǔ)強(qiáng)填料。其加工性能、硫化動(dòng)力學(xué)和硫化膠性能受包覆白炭黑表面環(huán)氧化聚丁二烯的環(huán)氧化程度、摩爾質(zhì)量和微結(jié)構(gòu)的極大影響。硫化膠動(dòng)態(tài)力學(xué)性能優(yōu)于使用雙-[三乙氧基甲硅烷基丙基]四硫化物作偶合劑的對比膠料,即剛度和低溫滯后(反映濕路面抓著性能和緊急操縱)較好。因此,對于安全性要求極高的高性能轎車輪胎,這種補(bǔ)強(qiáng)體系大有前途。
研究了熱氧化對BIIR系列或溴化丁基橡膠膠料滲透過程的影響。用水楊酸甲酯(МS)作為模擬化學(xué)助劑,用蒸氣壓力計(jì)測量滲透速度。120 ℃下的熱老化試樣剛度增大,同時(shí)最終性能和網(wǎng)絡(luò)鏈密度下降。滲透性降低主要是由于МS在氧-老化BIIR基質(zhì)中溶解度的下降引起的。提出了形成二級(jí)氧化鏈網(wǎng)絡(luò)的理論,以解釋?dǎo)甋溶解度的下降。熱老化過程中增塑劑的損失引起了МS擴(kuò)散率的下降。熱氧化期間擴(kuò)散受限氧化可能是影響МS傳輸過程的因素。
(劉 霞 譯)
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