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介孔分子筛/丙烯酸钠改性三元乙丙吸水膨胀橡胶的合成及性能

王娜 , 孙冰 , 张静 , 李旭日 , 方庆红

高分子材料科学与工程

通过氢氧化钠(NaOH)与丙烯酸(AA)的中和反应,在三元乙丙橡胶(EPDM)中原位合成丙烯酸钠(NaAA),同时在橡胶中加入介孔分子筛MCM-41进行机械混炼,并在有机过氧化物作用下将所得混炼胶进行硫化,研究不同配比的丙烯酸钠与介孔分子筛MCM-41对吸水膨胀橡胶的影响.研究结果表明,随着MCM-41用量的增加,吸水膨胀橡胶(WSR)的拉伸强度、断裂伸长率、吸水膨胀率均得到提高.尤其是加入MCM-41 (0.5phr)时拉伸强度、断裂伸长率、吸水膨胀率均达到最大值,分别为6.4MPa、386.2%、210%,比未添加MCM-41组分的橡胶的拉伸强度提高了18%,断裂伸长率提高了16.8%,吸水膨胀季提高了13.5%.通过扫描电镜看出,加入MCM-41 (0.5phr)的样品与未添加分子筛之前样品相比,其骨架呈立体网状结构,孔洞均匀.表明MCM-41的加入起到了增容剂和协效剂作用.

关键词: 三元乙丙橡胶 , 丙烯酸钠 , 介孔分子筛 , 吸水膨胀橡胶

远红外橡胶功能复合材料的制备及在汽油活化中的应用研究

刘洋 , 李旭日 , 王娜 , 杨凤 , 方庆红

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.012

研究一种改善汽油理化性质,提高汽油燃烧效率,降低有害气体排放的远红外橡胶功能复合材料。研究了复合材料的耐油、耐老化性能,红外辐射性能以及该材料对汽油理化性质的影响和机理。结果表明,复合材料具有优异的耐油耐老化性能,当远红外粉为15 phr时远红外辐射率达到92%;认为复合材料辐射的远红外线作用于汽油后,通过减小汽油的表面张力,增强汽油中有机分子的振动速度来改善汽油的雾化质量和气化质量,加速汽油燃烧过程中自由基生成,从而提高了汽油燃烧效率和降低有害气体排放。

关键词: 橡胶复合材料 , 远红外辐射 , 耐油 , 耐老化 , 表面张力

机械共混法制备改性氧化石墨烯/天然橡胶复合材料及性能表征

汤银银 , 王娜 , 杨凤 , 戴采云 , 方庆红

高分子材料科学与工程

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用硅烷偶联剂γ氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对氧化石墨烯进行改性,得到改性氧化石墨烯(MGO),并用红外光谱、X射线衍射仪和扫描电镜对其进行表征分析.用机械共混的方法制备MGO/天然橡胶(NR)复合材料,研究了MGO/NR复合橡胶的力学性能、动态性能以及动态生热性能,并与GO/NR复合材料性能对比.结果表明,经KH-550改性后的氧化石墨烯能有效地去除部分亲水基团,改善其在天然橡胶中的分散性.随着MGO用量的增加,复合材料的力学性能有所提高,损耗因子和动态温升均有所提高,Payne效应增大.

关键词: 复合材料 , 氧化石墨烯 , 硅烷偶联剂 , Payne效应 , 动态生热

氯丁橡胶/氯磺化聚乙烯共混胶的制备与耐高温酸碱性能

罗荣莉 , 王娜 , 杨凤 , 韩文驰 , 方庆红

高分子材料科学与工程

研究了氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯(CR/CSM)不同并用比共混胶的力学性能,以及并用胶经150℃不同浓度的氢氧化钠、盐酸溶液浸泡24h后的性能变化与机理.对比温度下胶片经酸碱溶液浸泡后的质量变化、拉伸强度变化、扫描电镜图以及红外谱图.结果表明,当CR/CSM质量比为80/20时并用胶表现出较好的力学性能,且交联密度较大.150℃条件下,在40%的氢氧化钠溶液中浸泡24h后,CR/CSM质量比为80/20的并用胶的拉伸强度保持率最高,质量变化率较小,表现出较好的耐碱性能.150℃条件下,在5%的盐酸溶液中浸泡24h后,CR/CSM质量比为20/80的并用胶的拉伸强度保持率最高,质量变化率较小,表现出较好的耐酸性能.氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯(CR/CSM)的不同并用比决定了共混胶耐高温酸碱性能.

关键词: 氯丁橡胶 , 氯磺化聚乙烯 , 耐酸碱 , 力学性能 , 质量变化率

乳液法环氧化改性天然杜仲胶

杨凤 , 王芳 , 方庆红 , 刘奇

高分子材料科学与工程

天然杜仲胶(EUG)分子链中含有素水性的酯基,利用这一特点,采用乳液法制备了环氧化改性杜仲胶(EEUG).通过差示扫描量热法和核磁共振等手段对EEUG进行了表征;讨论了固含量对乳液体系的稳定性和环氧化反应的影响,并对环氧度对产物的熔融-结晶行为和对硫化胶的拉伸性能、硬度及耐油性的影响进行了分析.结果表明,环氧度对环氧化产物的结晶和力学性能影响显著.随环氧度增加,产物结晶度逐渐降低,环氧度为25.4%时完全失去结晶能力;随环氧度增加,硫化胶的拉伸强度和硬度均下降,但是断裂伸长率明显增加,由硬质结晶材料转变为软而韧的弹性体.环氧化杜仲胶硫化胶的耐油性明显优于纯杜仲胶.

关键词: 杜仲胶 , 环氧化 , 乳液法

基于BP人工神经网络的橡胶老化预报模型

方庆红 , 连永祥 , 赵桂林 , 孙国 , 李楠

合成材料老化与应用 doi:10.3969/j.issn.1671-5381.2003.02.010

依据BP神经网络系统能够利用人工智能的方法,准确分析多变量非线性系统的特性, 采用多层向前BP神经网络系统建立起了橡胶老化预报模型.并利用此模型计算分析了丁基硫化橡胶基于温度与时间老化预报.结果表明,模型计算与实验在结果上有较好的一致性.

关键词: BP神经网络 , 橡胶老化预报 , 模型

多壁碳纳米管/天然橡胶复合材料的结构和动态性能

宋博 , 高雨 , 王娜 , 韩文驰 , 张鹏宇 , 方庆红

材料研究学报

以HNO3/H2SO4改性的多壁碳纳米管(CNTs)为原料,制备多壁碳纳米管(CNTs)/天然橡胶(NR)复合材料,研究了在NR中填充CNTs对其力学性能、动态性能、Payne效应、压缩生热和损耗因子的影响.结果表明:经HNO3/H2SO4混合酸改性的CNTs表面含有氢原子、含氧官能团和自由基,增强了大管径CNTs与橡胶基体间界面结合,如物理吸附、氢键作用、化学结合等.其结果是,随着CNTs管径的增大,对复合材料的补强作用增强,压缩温升小,其Payne效应也降低;损耗因子(tanδ)越大压缩温升越高;填充不同管径CNTs的份数越大,碳纳米管之间的平均距离减小,更易形成聚集体,其复合材料的Payne效应越大.

关键词: 复合材料 , 碳纳米管 , 天然橡胶 , Payne效应 , 压缩生热

DOPO改性介孔分子筛阻燃剂的制备及其在聚丙烯中的应用

王娜 , 吴玉贤 , 张静 , 李旭日 , 方庆红

材料研究学报

用DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)对介孔分子筛MCM-41进行表面改性,将改性后的MCM-41作为阻燃协效剂与聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)及三聚氰胺(MEL)复配阻燃剂,研究了添加改性MCM-41对PP阻燃性能、力学性能和热性能的影响.结果表明,添加少量DOPO改性分子筛即可显著提高PP的阻燃性能,当改性分子筛的添加量为1%时阻燃PP的氧指数为32.6,比纯PP的提高91.76%;热重分析、动态热机械能分析和扫描电镜分析的结果表明,添加少量的改性分子筛MCM-41可催化APP/PER/MEL间的酯化反应,促进体系成炭,形成更紧密的炭层,从而提高材料的阻燃性能.

关键词: 有机高分子材料 , 介孔分子筛MCM-41 , 聚丙烯 , 膨胀型阻燃剂 , 协效阻燃

偶联剂对白炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能的影响

张鹏宇 , 王娜 , 杨凤 , 康海澜 , 方庆红

材料研究学报

研究了偶联剂对不同粒径白炭黑(15nm、30 nm、80nm)/天然橡胶纳米复合材料的硫化特性、力学性能、应力软化效应、Payne效应、损耗因子、压缩生热和动态热机械性能的影响,并与未加入偶联剂的复合材料进行对比.结果表明:加入偶联剂Si69使白炭黑在橡胶中的分散性提高,增强白炭黑与橡胶基体之间的结合,提高白炭黑/NR复合材料的力学性能,降低胶料的正硫化时间;白炭黑粒径越小Si69的作用越明显,越有利于复合材料的硫化特性和力学性能的提高;添加Si69使15nm和30 nm白炭黑复合材料的Payne效应、损耗因子和定负荷压缩生热的温升降低,但是对80 nm白炭黑复合材料的影响不大.

关键词: 复合材料 , 白炭黑 , 硅烷偶联剂 , 静态力学性能 , 动态力学性能 , Payne效应

纳米石墨/天然橡胶复合材料的应力软化与动态性能

方庆红 , 宋博 , 高雨 , 王娜 , 马驰 , 戴采云

复合材料学报

以不同尺寸的纳米石墨为原料,制备了纳米石墨/天然橡胶(NR)复合材料.研究不同尺寸(30、80、150 nm)的纳米石墨对复合材料的应力软化效应(Mullins效应)、Payne效应、动态生热和损耗因子的影响.结果表明:随着纳米石墨尺寸的增大,纳米填料对纳米石墨/NR复合材料体系的补强作用明显,应力软化效应增大、动态损耗因子增加,但Payne效应降低;纳米石墨/NR复合材料动态损耗因子越大,其动态生热越高;动态生热还与填料粒子网络形成紧密相关.SEM观察及Payne效应分析结果表明:采用不同尺寸的纳米石墨材料填充天然橡胶,大尺寸石墨在橡胶基体中易于分散均匀,片层的聚集程度小,而小尺寸纳米片层表现出较明显的团聚.

关键词: 纳米石墨 , 天然橡胶 , Mullins效应 , Payne效应 , 动态生热

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