微波干燥对天然橡胶硫化胶热氧老化性能的影响

研究3种不同干燥方式所得天然橡胶硫化胶的热氧老化性能。采用TG和DTG测定了空气氛围下干燥后样品硫化胶的热氧降解温度,运用Coats-Redfern方程计算N2氛围下样品硫化胶热降解活化能;采用RPA 2000在应变为0.5 deg下进行频率扫描来评估样品耐热老化性能,并测定了样品硫化胶老化前后的力学性能。结果表明,微波干燥天然橡胶的力学性能明显优于热空气干燥和自然干燥,性能变化率和老化系数更大,样品RPA频率扫描tanδ值的增值更大,微波干燥样品的热降解活化能高于热空气干燥9 kJ/mol,与自然干燥样品接近,说明微波干燥天然橡胶硫化胶的热稳定性好,耐热氧老化性能得到显著提高。     

丙酮溶物对天然橡胶臭氧老化性能影响

天然橡胶中的非胶物质种类和含量影响橡胶的质量和应用性能。本文通过硫化性能、交联密度、耐臭氧老化 性能测试和热重分析研究丙酮溶物含量对天然橡胶臭氧老化性能的影响。结果表明，丙酮溶物可以改善天然橡胶的硫 化性能，提高其交联密度。随着丙酮溶物添加量的增加，天然橡胶的热稳定性、臭氧裂纹显现时间、拉伸强度保持率 逐渐提高并达到最大值。采用衰减全反射傅里叶红外光谱分析仪（ATR-FTIR）分析了天然橡胶臭氧老化前后分子结构 变化，可知橡胶在臭氧老化后出现了氧化官能团。     

真空辅助酸凝固天然橡胶加工性能的研究

天然橡胶（NR）的性能与制胶工艺密切相关,其中凝固是制胶工艺的重要环节。本文采用真空辅助酸凝固天然橡胶,对比自然凝固天然橡胶和酸凝固天然橡胶,探讨了真空辅助酸凝固对天然橡胶门尼粘度、理化性能、物理机械性能以及加工性能的影响。研究表明,不同凝固方法得到的NR理化性能有一定的差异,自然凝固NR的氮含量>真空辅助酸凝固NR的氮含量>酸凝固NR的氮含量,真空辅助酸凝固NR的塑性初值（P₀）和塑性保持率（PRI）比自然凝固和酸凝固NR的P₀和PRI都高,其中真空辅助酸凝固NR的PRI为85%,而酸凝固NR的PRI为75.7%。真空辅助酸凝固NR的交联密度高于自然凝固NR和酸凝固NR。真空辅助酸凝固NR的拉伸强度、拉断伸长率均高于自然凝固NR和酸凝固NR的拉伸强度、拉断伸长率,3种NR的拉伸强度分别为21.06、19.35、17.60 MPa。RPA测试表明,真空辅助酸凝固NR的弹性模量（G'）<自然凝固NR的G'<酸凝固NR的G',损耗因子（tanδ）变化趋势恰好相反,即真空辅助酸凝固得到的胶样的加工性能最好,自然凝固胶样次之,酸凝固胶样最差。     

自然凝固和乙酸凝固的天然橡胶动态性能的比较

用橡胶加工分析仪(RPA)和动态力学热分析仪(DMA)对同一批新鲜天然胶乳的乙酸凝固和自然凝固工艺制备的天然橡胶(NR)生胶、混炼胶及硫化胶的弹性模量(G′)、弹性扭矩(S′)、损耗因子(tanδ)、储能模量(E′)、玻璃化转变温度(Tg)及损耗模量(E″)进行研究.结果表明:自然凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的G及S′比乙酸凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的高,tanδ较乙酸凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的小;在低温时,自然凝固NR硫化胶的E′比乙酸凝固NR硫化胶的低,Tg及E″较乙酸凝固NR硫化胶的高,但当温度大于-80℃时,自然凝固的硫化胶的E′则稍高.     

螺杆挤压膨胀干燥对天然橡胶结构与性能的影响

天然橡胶的生产主要采用传统的热风干燥,但天然橡胶是热的不良导体且自粘性强,导致热风干燥普遍具有干燥效率低、胶料发粘和夹生等问题,这对产品的性能带来不利影响。而螺杆挤压膨胀干燥工艺作为一种新干燥工艺,已被广泛应用于合成橡胶工业,具有干燥效率高、自动化水平高和工艺稳定等特点,在天然橡胶（NR）生产加工中具有良好的发展和应用前景。本研究对比了传统热风干燥（NT）和螺杆挤压膨胀干燥（NCT）2种工艺制备NR的结构,分析NCT的性能特点,以探讨螺杆挤压膨胀干燥工艺运用在天然橡胶生产加工中的可行性。结果表明：在生胶层面,螺杆挤压膨胀干燥工艺由于干燥温度低、干燥用时短,能够有效降低NR分子链在干燥过程中受到的热氧降解,因此NCT相比NT而言具有更高的塑性初值、门尼粘度和凝胶含量,且对于蛋白质、挥发分等非胶组分的影响较小;对于纯胶配方硫化胶,NCT相较NT而言表现出更快的硫化速率。通过使用Mooney-Rivlin方程对硫化胶内部网络结构进行了拟合,发现NCT硫化后的有效交联密度和化学交联网络的数量相对较低,这使得NCT的拉伸强度、撕裂强度和模量等常规力学性能低于NT,疲劳性能方面也表现出了相对较高的压缩生热和蠕变。对于炭黑配方硫化胶,NCT与NT的常规力学性能无明显差异,这可能是由于硫化促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的硫化速率较快所导致。但在动态力学性能方面,NCT的疲劳寿命更长,表现出更优异的动态疲劳性能,这与螺杆挤压膨胀干燥工艺能改善炭黑分散性有关。     

两种割胶制度对NR硫化胶耐老化性能的影响

采用热空气老化箱常规法结合热重分析（TG）法、差示扫描量热（DSC）法及橡胶加工分析（RPA）法研究两种割胶制度对生胶（NR）硫化胶耐老化性能的影响,结果表明：s/2d/4＋ET2.5%割制硫化胶的耐老化性能优于s/2d/3＋ET4%割制硫化胶。     

品系对天然橡胶臭氧老化性能的影响

对比分析5个栽培条件相近主栽品系的天然橡胶的结构与性能差异,发现RRIM600性能最好,拉伸强度达30.21 MPa,耐臭氧老化性能最优。通过分析非胶组分,结合ATR-FTIR与热重分析仪器初步探究其耐臭氧老化差异的原因:RRIM600橡胶树生产的橡胶非胶组分杂质与灰分含量低,蛋白质含量适中,P0、PRI较高,分子链结构规整,橡胶中含有较多的胺基抑制臭氧化反应,使得分子链受到保护,综合表现出较好的耐臭氧性能。     

不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构号性能

采用燃烧柴油产生热风干燥湿天然橡胶胶粒（热风温度115℃）和微波干燥湿天然橡胶胶粒（湿天然橡胶表面温度115℃）,并研究其干胶粒的形态结构和性能。结果表明,采用微波干燥的干天然橡胶胶粒表面粗糙,仍基本保留湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹;而热风干燥的干天然橡胶胶粒表面熔融平滑,已失去湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹。微波干燥的干天然橡胶分子量大于热风干燥的干天然橡胶分子量。微波干燥的干天然橡胶硫化胶的耐热氧老化性能得到显著提高,其老化前后拉伸强度变化率（-37％）和扯断伸长率变化率（-65％）明显高于热风干燥的干天然橡胶硫化胶的拉伸强度变化率（-57％）和扯断伸长率变化率（-87％）。     

微波辐射凝固天然橡胶硫化胶热氧降解动力学的研究

采用红外光谱(FTIR)分析了微波辐射凝固天然橡胶(NR-m)的结构。采用热分析(TA)法研究了NR-m、酸凝固天然橡胶(NR-a)和自然微生物凝固天然橡胶(NR-n)3种硫化胶在空气气氛中的热氧降解行为;TG和DTG分析结果显示：3种硫化胶的热氧降解均为两步反应,由T0.05判断NR-m硫化胶的热氧稳定性介于NR-a硫化胶和NR-n硫化胶之间;通过Achar法和Coats-Redfem法求得,3种硫化胶热氧降解的微分式机理函数为f(α)=1/2·α-1、积分式机理函数为g(α)＝α2,属于一维扩散机理,NR-m硫化胶的热氧降解平均活化能为145.9～152.3 kJ/mol。     

改性粘土对天然橡胶／粘土复合材料抗氧老化性能的影响

采用高分子包复剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂，并结合使用氧剂对粘土进行改性处理，制备相应的粘土胶进行热氧老化、光氧老化及臭氧老化性能测试。结果表明，高分子包复剂、抗氧剂及偶联剂产生协同作用；大大提高了粘土胶抗热氧老化及光氧老化性能，而新型胺类防老剂与钛酸酯偶联剂共同使用，可使粘土胶抗臭氧老化性能提高50%。     

锰离子对天然橡胶老化性能的影响

研究锰离子含量对天然橡胶(NR)热氧老化、紫外老化和臭氧老化前后性能的影响,并采用核磁交联密度分析仪、DSC分析仪和傅里叶红外分析仪探究老化前后分子链结构的变化。结果表明,在老化之前,含有不同量的锰离子的天然橡胶的物理机械性能基本一致。经3种方式老化后的胶样性能均有不同程度的下降,当锰离子质量分数为0.000 30%时,天然橡胶老化后的拉伸强度、300%定伸应力、700%定伸应力下降程度最小。核磁交联密度测试表明,总交联密度(XLD)与网链分子量(Mc)有很好的对应关系,XLD随着锰离子质量分数的增加而先增大后减小,表明天然橡胶老化过程中交联反应和断裂反应存在竞争关系。示差扫描量热(DSC)测试发现,随着锰离子质量分数的增加,天然橡胶的玻璃化转变温度(Tg)先升高后降低,与核磁交联密度测试结果一致。红外分析(FTIR)发现,天然橡胶老化过程中发生了交联和断裂反应。     

2-巯基苯并噻唑恒粘高性能天然橡胶耐臭氧老化的研究

高性能天然橡胶在实际生产应用中会出现贮存硬化的现象,导致了原本高性能的丧失,这一问题亟待解决。近年来研究报道了2-巯基苯并噻唑(MBT)可作为一种新型恒粘剂用于天然橡胶的恒粘处理,而关于MBT对臭氧老化性能的影响目前仍处于空白。通过加速贮存实验研究MBT对高性能天然橡胶的恒粘效果,并通过臭氧老化实验研究MBT的添加对高性能天然橡胶耐臭氧老化性能的影响。结果表明,利用MBT可制备具有较好恒粘效果的高性能天然橡胶;MBT的加入在一定量的范围内能提高橡胶的耐臭氧老化性能。     

鲜胶乳凝聚法制备粉末天然橡胶及其性能研究

采用凝聚法,以鲜胶乳为原料制备粉末天然橡胶(PNR),研究了胶乳凝聚影响因素、产品粒径分布和产品干燥条件,并测试了其性能。结果表明,胶乳的pH值为9.3~9.4,硫酸铝用量为3.70%~3.77%为宜,胶乳浓度对产品收率影响不大;隔离剂纳米二氧化硅的用量在2~3份为宜,产品粒径处于1.0~4.0 mm的比例在83%以上。与酸凝天然橡胶相比,制备的PNR的灰分含量、氮含量、挥发物含量、P o和PRI都较高,丙酮溶物含量和门尼粘度较低;PNR混炼胶的M min较小,Δt30相差不大;PNR混炼胶的M L和V M较小,t10和t90较大,硫化速率较慢;PNR硫化胶的拉伸强度、300%定伸应力和500%定伸应力较高,扯断伸长率较低。     

不同制备工艺的天然橡胶裂解色谱-质谱分析

采用热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)仪,对4种不同制备工艺的鲜天然橡胶(NR)[(NR-1)醋酸凝固鲜天然胶乳,(NR-2)微生物快速凝固鲜天然胶乳,(NR-3)微生物凝固乙醇胺混合鲜天然胶乳和(NR-4)自然凝固蛋白酶混合鲜天然胶乳]的生胶分子结构进行分析,主要鉴定其中的挥发性裂解产物,用气相色谱峰面积归一法测定各组分的相对百分含量,并对其定性结构进行比较。研究结果表明:在550℃裂解温度条件下,4种制备工艺NR生胶的裂解碎片都生成了顺式结构的1,3戊二烯单体(NR-1还生成了2-甲基1,3-丁二烯单体)的特征离子;同时也生成了大量的二聚体1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)环己烯和1,4-二甲基4-乙烯基环己烯及三聚体β-蛇麻烯和甘葡环烃等,但它们的组成即相对百分含量存在差异。其细微结构的差别为:NR-3和NR-1都含有少量含氮杂环、羟基和羰基基团;NR-2结构较简单;NR-4含有氯甲酰氧基和羰基等。     

蛋白质含量对天然橡胶减震性能的影响

利用酶解蛋白质原理,采用单因子试验,固定稳定剂用量和消化温度,考察不同酶用量对天然橡胶力学性能、减震性能及热稳定性能的影响。结果表明:随着蛋白质含量降低,天然橡胶硫化胶的拉伸强度呈增大趋势,其老化后性能保持率稍有下降。蛋白质含量对天然橡胶热稳定的影响作用较小,随着蛋白质含量降低,天然橡胶的减震性能有所提高。     

加工工艺对生物凝固NR性能的影响

分别以鲜胶乳、凝块、绉片为原料形式,探讨加工工艺对生物凝固天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明：以凝块和绉片为原料的产品PO稍大,PRI明显降低,但其硫化胶的拉伸强度较高;在胶厂进行鲜胶乳生物凝固,适宜的熟化时间为16～18 h;随储存时间的延长,以绉片为原料的产品P0、PRI值有下降的趋势,以凝块为原料的产品性能优于绉片;根据凝块、绉片原料的清洁度,压绉次数可以减少为3～6次。