白炭黑或埃洛石填充不同橡胶树品系天然橡胶复合材料的性能研究

分别采用白炭黑或埃洛石填充4种橡胶树品系（72059,PR107,73397和RRIM600）天然橡胶（NR）以制备复合材料,并研究复合材料的各项性能。结果表明：白炭黑或埃洛石填充NR复合材料的硫化特性受橡胶树品系的影响较小;两种填料填充的RRIM600复合材料均表现出最大的溶胀平衡交联密度和最优的物理性能,且50～70 ℃范围内的损耗因子最小,表明RRIM600复合材料的滞后损失最小,RRIM600满足低滚动阻力轮胎的用胶要求,而72059复合材料的相应性能较差;白炭黑填充72059复合材料的热稳定性最优,埃洛石填充各橡胶树品系NR复合材料的热稳定性差异不明显;PR107复合材料和73397复合材料的综合性能居中。     

不同环境介质下天然橡胶磨耗性能的研究

采用旋转滚筒式磨耗机研究了在不同环境介质下天然橡胶（NR）相对分子质量对橡胶磨耗性能的影响。研究发现,干磨引起的磨损比湿磨引起的磨损大得多,这是因为在干磨的条件下橡胶磨损主要是由粘附摩擦引起的,而在湿磨的条件下橡胶磨损主要是由滞后摩擦引起的。在同样的介质下,随着橡胶相对分子质量的减小,硫化胶的物理性能变差,动态损耗因子增大,即橡胶的磨损随着相对分子质量的减小而增大。     

交联密度对天然橡胶动态性能的影响

研究了交联密度对分别用炭黑和白炭黑补强的天然橡胶硫化胶动态力学性能、压缩屈挠性能的影响。结果表明：提高交联密度可以降低炭黑或白炭黑补强的天然橡胶硫化胶的损耗因子,减少压缩屈挠生热,提高橡胶材料的耐疲劳性能。     

使用核磁共振交联密度仪测试不同方法凝固天然橡胶的交联密度和性能的关系

用核磁共振(NMR)法测定不同方法凝固天然橡胶的交联密度,研究其与性能之间的关系。结果表明,硫化胶的交联密度不仅影响其核磁共振的横向弛豫时间(T1),而且影响其纵向弛豫时间(T2)。随着交联密度大,硫化胶的核磁共振弛豫时间缩短。另外,微生物凝固天然橡胶硫化胶的交联密度、正硫化时刻扭矩和拉伸强度均大于酸凝固天然橡胶硫化胶的。     

两种方法凝固天然橡胶的动态性能对比

分别采用自然凝固和酸凝固方法制备天然橡胶(NR),并比较2种方法凝固NR的交联密度、硫化特性、动态性能和生热等的差异。试验结果表明,自然凝固NR的交联密度和弹性模量较高,硫化速度快,动态损耗小,生热低。     

微生物凝固天然橡胶交联密度的研究

采用核磁共振交联密度仪,考察了微生物凝固天然橡胶（NR-m）和酸凝固天然橡胶（NR-a）在硫化过程交联密度（XLD）、网链含量（AMc）、自由小分子含量（AT2）以及相邻交联点间的分子质量（Mc）的动态变化规律。研究结果表明,NR-m硫化胶的XLD比NR-a的高,NR-m硫化胶磁化曲线随时间衰减的速率比NR-a快,纵向松弛时间（T1）和横向驰豫时间（T2）比NR-a低,NR-m硫化胶网链部分的质量含量（AMc）明显高于NR-a的,而自由末端数则明显比NR-a的低。这表明微生物凝固法促进了天然橡胶的硫化作用,提高了硫化胶的交联密度。     

硫化体系对天然橡胶性能的影响

采用常规硫化体系(CV)、半有效硫化体系(SEV)和有效硫化体系(EV)制备了不同的NR(天然橡胶)硫化胶。着重探讨了不同硫化胶的微观形貌、200%定伸强度、撕裂强度、拉伸强度、断裂伸长率和交联密度。研究结果表明:SEV硫化胶的微观形貌相对较好,填料能均匀分散在基体中;在其他条件保持不变的前提下,当w(NOBS)=w(硫)=2.0%(相对于NR质量而言)时,相应的未老化SEV硫化胶的撕裂强度(78 kN/m)相对最大;SEV硫化胶的交联密度大于CV硫化胶和EV硫化胶,并且适当增加交联密度能有效提高其综合性能,从而为开发新一代轮胎等复合材料奠定了基础。     

微观结构对天然橡胶的性能影响研究

研究了各牌号天然橡胶结构,以研究微观结构对天然橡胶各性能的影响。本文采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、核磁共振(nmR)、热重分析(TG)等多种手段对泰国产1号烟片、马来西亚产3号烟片、马来西亚产1号烟片和印度尼西亚1号标准胶等四种牌号天然橡胶的微观结构进行了表征,并对各牌号天然橡胶硫化胶进行了一系列测试。实验结果表明:各牌号天然橡胶生胶分子结构相同,均以顺式结构为主。马来西亚产1号烟片和印度尼西亚1号标准胶的结晶程度较好,而泰国产1号烟片具有最高的门尼黏度与黏均分子量。各牌号天然橡胶在空气与氮气中的热稳定性相似。各牌号天然橡胶的门尼黏度大小顺序为:1~#>2~#>3~#>4~#。各牌号天然橡胶的黏均分子量大小顺序为:1~#>4~#>2~#>3~#。各牌号天然橡胶在空气中分三阶段进行热分解,而在氮气中的热分解仅为一阶段。各胶料在空气与氮气中的热稳定性大体相同。     

紫炭黑／天然橡胶共混胶性能的研究

采用机械共混法,探讨了紫炭黑（PCB）用量以及紫炭黑经偶联剂Si69改性后对紫炭黑／天然橡胶共混胶力学性能和热稳定性的影响,通过扫描电子显微镜（SEM）观察紫炭黑／天然橡胶共混胶的分散情况和断面形貌。结果表明,紫炭黑能提高橡胶的力学性能和热稳定性,经硅烷偶联剂Si69改性处理的紫炭黑可提高共混胶的力学性能,当Si69的用量为紫炭黑质量的8％时,胶料的力学性能最佳,其拉伸强度达到29．48MPa。     

熟化期对辐照硫化天然橡胶胶乳薄膜物理化学性能的影响

该文主要讨论了辐照硫化天然橡胶胶乳薄膜在熟化期内辐照工艺与其物理化学性能之间的关系 ,并将之与相同条件下未经辐照的天然橡胶胶乳薄膜的性能进行了比较。选择原生胶乳和浓缩胶乳两大类材料作为研究对象。随着熟化期的延长 ,所有经辐照的天然胶乳膜和未经辐照的天然胶乳膜的拉伸强度、模量、撕裂强度、凝胶含量以及交联密度都随之提高。当熟化时间为 9周时 ,其各项性能指标可达到最大值 ,但此时其扯断伸长率最小。     

不同硫化体系天然橡胶胶料的动态性能研究

采用橡胶加工分析仪分析不同硫化体系对天然橡胶(NR)胶料动态性能的影响。结果表明:随着频率增大,混炼胶和硫化胶的储能模量(G')均增大,而混炼胶的损耗因子(tanδ)减小,硫化胶的tanδ增大;随着应变增大,混炼胶和硫化胶的G'均减小,而混炼胶的tanδ在应变大于20%时迅速增大,硫化胶的tanδ在应变为2%时出现峰值;随着温度升高,混炼胶的G'减小、tanδ增大,而硫化胶的G'增大、tanδ减小;不同硫化体系的硫化胶在3种扫描状态下,G'从大到小的顺序为半有效硫化体系、平衡硫化体系、普通硫化体系和有效硫化体系,单硫键、双硫键与多硫键保持一定的比例可获得较高的G'。     

粉末天然橡胶的性能研究

研究粉末天然橡胶(PNR)的性能,并与酸凝天然橡胶(NR)进行对比。结果表明:与酸凝NR相比,PNR的灰分质量分数、氮质量分数、挥发分质量分数、塑性初值和塑性保持率较高,杂质质量分数、丙酮溶物质量分数和门尼粘度较低;PNR混炼胶的流动性较好,ML稍低,MH稍高,ts1和ts2较小,t10、t50和t90较大,硫化速率较慢;PNR硫化胶的拉伸强度、300%和500%定伸应力较大,拉断伸长率较小。隔离剂的用量宜为2~3份。     

不同促进剂对天然橡胶性能的影响

研究噻唑类促进剂M与次磺酰胺类促进剂CZ,NS,TBSI,DZ对天然橡胶(NR)性能影响的差异。结果表明：次磺酰胺类促进剂胶料的加工安全性能、抗硫化返原性能、拉伸性能和耐磨性能均优于噻唑类促进剂胶料;促进剂TBSI兼顾了胶料加工安全性能好、交联密度大和硫化速度快的优点,是一种优秀的促进剂;促进剂DZ有产生亚硝胺致癌物的风险,其胶料物理性能和耐磨性能也较差,应谨慎使用。     

不同苯乙烯含量丁苯橡胶与天然橡胶并用的研究

将普通丁苯橡胶(SBR1,苯乙烯质量分数为0. 235)和高苯乙烯SBR(SBR2,苯乙烯质量分数为0. 68)分别与天然橡胶(NR)并用,研究NR/SBR并用比和SBR苯乙烯含量对并用胶硫化特性、物理性能和阻尼性能的影响。结果表明:随着SBR用量的增大,NR/SBR并用胶的硫化速度、拉伸强度和撕裂强度下降,NR/SBR1并用胶的滞后能量密度(HED)先增大后减小,NR/SBR2并用胶的HED增大;NR/SBR并用比相同时,NR/SBR2并用胶的硫化速度、拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度低于NR/SBR1并用胶;NR/SBR2并用胶的有效阻尼温域拓宽至高温区。     

干燥方式对天然橡胶性能的影响

探讨直接烘干、絮胶烘干、微波烘干和烟熏烘干4种干燥方式对天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明:微波烘干时间远远短于其他3种干燥方式,且几乎不存在夹生胶现象;微波烘干NR纯胶、炭黑和白炭黑填充NR硫化胶物理性能均较优,絮胶烘干NR次之;絮胶烘干炭黑填充NR硫化胶的损耗因子(tanδ)最小,微波烘干NR白炭黑填充配方硫化胶的tanδ最小。     

不同二辛基二硫代磷酸金属配合物促进剂对NR性能的影响

研究了5种二辛基二硫代磷酸稀土配合物（REDODP）对天然橡胶（NR）硫化特性、力学性能和老化性能的影响，并与二辛基二硫代磷酸钾（KDODP）和二辛基二硫代磷酸锌（ZnDODP）进行了对比。结果表明，含REDODP的NR胶料的正硫化时间介于含ZnDODP和KDODP的胶料之间，但抗返原性比KDODP的好，而与ZnDODP的相近。由于REDODP促进剂中RE是三配位，胶料中RE含量较低，降低了硫化胶的交联密度，对力学性能有一定的影响，但硫化胶老化前后拉伸强度及拉断伸长率下降幅度低于含KDODP和ZnDODP的硫化胶，表明REDODP有利于提高NR硫化胶的耐老化性能。     

硫化体系对天然橡胶性能的影响

研究普通硫化体系和半有效硫化体系对天然橡胶(NR)各项性能的影响。结果表明:与普通硫化体系NR胶料相比,半有效硫化体系NR胶料的硫化返原程度小,物理性能、压缩疲劳性能、耐磨性能和耐热老化性能好,且随着促进剂用量的增大性能更优,但耐切割性能变差;随着硫化时间的延长,普通硫化体系和半有效硫化体系NR胶料的压缩疲劳温升和磨耗量均增大,且普通硫化体系胶料增幅更大。     

不同种类炭黑填充的天然橡胶/顺丁橡胶并用胶的性能研究

研究5种炭黑(RX2007,NC1301,NC1312,BC2109,N234)填充的天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)并用胶的性能。结果表明：炭黑RX2007填充的NR/BR并用胶的t₉₀最短,炭黑NC1312填充的NR/BR并用胶的t₉₀最长;炭黑BC2109和N234填充的NR/BR并用胶的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度较大;炭黑RX2007填充的NR/BR并用胶的动态力学性能最优;炭黑RX2007和N234填充的NR/BR并用胶的耐压缩疲劳生热性能较优;炭黑NC1312填充的NR/BR并用胶的耐磨性能最佳;5种炭黑在NR/BR基体中均分散良好,炭黑各项物性综合决定炭黑填充的NR/BR并用胶的各项性能。     

天然橡胶/杜仲胶并用胶的性能研究

将天然橡胶（NR）与杜仲胶（EUG）并用,研究NR/EUG并用比对NR/EUG并用胶（未加补强剂）和白炭黑补强NR/EUG并用胶性能的影响。结果表明：随着EUG用量的增大,NR/EUG并用胶的EUG岛相结构的占比和尺寸增大,表面的“山脊状”纹路越明显;NR/EUG并用比为80/20的NR/EUG并用胶的拉伸强度最大,为28.8 MPa,裂纹扩展速率最小,为23.5 nm·c-1;NR/EUG并用比为70/30的NR/EUG并用胶的拉伸疲劳次数最大,为200万。随着EUG用量的增大,白炭黑补强NR/EUG并用胶的邵尔A型硬度、撕裂强度和储能模量增大,拉伸永久形变减小;NR/EUG并用比为85/15的白炭黑补强NR/EUG并用胶的切割量较小,压缩温升最低,阿克隆磨耗量最小。     

提高NR内胎耐老化性能的研究

进行了硫黄变量小配合试验,研究硫黄用量对ＮＲ内胎耐热老化影响。试验表明,减少硫黄用量对改善ＮＲ内胎耐热老化性能的作用十分明显。车间大配合试验结果显示,半有效硫化体系（硫黄０．９份、促进剂２．２８份）是最佳选择。９．００－２０成品内胎物理性能和存放试验也证实了此结果。