海外橡膠期刊摘要精選

《塑料、橡膠和復(fù)合材料》2014, Vol. 43 No.5～No.10 Plаstiсs, Rиbbеr апd Cоmроsitеs

含納米石墨補(bǔ)強(qiáng)填料的氯化丁基橡膠納米復(fù)合材料的物理-力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能

制備了納米石墨補(bǔ)強(qiáng)的氯化丁基橡膠納米復(fù)合材料（CIIR）。用掃描電子顯微鏡研究分析了納米石墨在CIIR基質(zhì)中的分散。研究了增大納米石墨用量（2份、4份、6份和8份）對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能[如拉伸強(qiáng)度、強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率和模量（100%、200%和300%）]的影響。研究結(jié)果表明∶隨著納米石墨用量的增大,復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、硬度和定伸應(yīng)力增大,而拉斷伸長(zhǎng)率下降,這可歸因于CIIR-納米石墨間良好的相互作用。結(jié)合橡膠測(cè)試也證實(shí)了上述解釋。結(jié)合橡膠含量隨納米石墨用量的增大而增大。利用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析研究了在頻率1 Hz和1%應(yīng)變下松弛行為與溫度（-100 ℃～100 ℃）的依賴性。在所有復(fù)合材料中,提高納米石墨用量對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg值在-10 ℃～10 ℃范圍內(nèi)）的影響都很小,這可根據(jù)填料附近聚合物鏈的松弛動(dòng)力學(xué)性能來(lái)解釋。報(bào)道了納米石墨用量和溫度變化對(duì)動(dòng)態(tài)力學(xué)性能（如損耗角正切、貯能模量和損耗模量）的影響。不同時(shí)間長(zhǎng)度（15 min、30 min、45 min和60 min）下溶劑（氯仿、苯和三氯乙烯）對(duì)復(fù)合材料溶脹性能的影響表明∶溶脹程度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大,隨納米石墨用量的增大而減小。

利用溶劑遷移性評(píng)測(cè)天然橡膠/納米碳酸鈣納米復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)

在用納米粒子補(bǔ)強(qiáng)橡膠膠料時(shí),理解微結(jié)構(gòu)與性能間的相互關(guān)系是一個(gè)較難的課題。橡膠是一種多組分體系（含橡膠、硫化膠、促進(jìn)劑、補(bǔ)強(qiáng)劑等）,具有特殊特性。通過(guò)對(duì)影響橡膠/納米粒子復(fù)合材料性能的參數(shù)進(jìn)行分析則更為復(fù)雜。通過(guò)遷移試驗(yàn)得到的結(jié)果去了解納米填料的補(bǔ)強(qiáng)能力是一種很好的方法。用遷移性能（如擴(kuò)散、吸附及滲透系數(shù)、溶脹比、焓、熵和活化能）表征了納米CaCO3在天然橡膠（NR）中的補(bǔ)強(qiáng)能力。在每百份NR中,納米CaCO3的含量由0份變化到20份。利用NR和納米填充復(fù)合材料的平衡質(zhì)量溶脹,詳細(xì)地研究了甲苯的遷移過(guò)程。研究了納米填料用量和溫度對(duì)甲苯在納米CaCO3填充N(xiāo)R硫化膠中遷移性的影響。利用掃描電子顯微鏡分析了納米復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)。研究表明∶體系的擴(kuò)散率數(shù)據(jù)取決于溫度和納米復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)。一般而言,納米CaCO3的用量在遷移過(guò)程中起著重要作用。

含炭黑丁苯橡膠在疲勞負(fù)載條件下的破壞分析

研究了在充分松弛的負(fù)載條件下,炭黑填充丁苯橡膠（CB-SBR）的疲勞裂紋增長(zhǎng)。更確切地說(shuō)是測(cè)試裂紋增長(zhǎng)的情況。為此,利用原創(chuàng)“微切”方法來(lái)觀察掃描電子顯微鏡（SEM）下有關(guān)疲勞裂紋增長(zhǎng)的現(xiàn)象。結(jié)果表明∶裂紋末端沿產(chǎn)生的撕裂線紋而增長(zhǎng)。它解釋了結(jié)晶橡膠和非結(jié)晶橡膠在裂紋擴(kuò)展期間疲勞響應(yīng)的差異。因此,與結(jié)晶彈性體（如NR）不同,SBR的微結(jié)構(gòu)在裂紋末端和主體材料中是一樣,其裂紋末端不阻止擴(kuò)展。另外,斷裂表面的形態(tài)僅取決于裂紋擴(kuò)展期間疲勞裂紋遇到的粒子。

EVA/TPU共混體的電子束交聯(lián)

將不同共混比的乙烯乙酸乙烯酯（EVA）共混物和熱塑性聚氨酯（TPU）在密煉機(jī)中熔融共混。然后讓共混體經(jīng)受50 kGy、100 kGy、150 kGy、200 kGy和250 kGy不同劑量的電子束（EB）輻照。利用FTIR（傅里葉轉(zhuǎn)換紅外微量分析）光譜和動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析（DMTA）研究共混體的交聯(lián)和共混比對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)及固體黏彈性能的影響。FTIR譜圖顯示,在熔融共混過(guò)程中,鏈間產(chǎn)生交聯(lián),而且在固態(tài)輻照期間還產(chǎn)生了輻射交聯(lián)。所有共混比下都觀察到共混體只有一個(gè)阻尼峰,說(shuō)明共混體相容。結(jié)果表明∶受EB輻照時(shí)鏈間交聯(lián)鍵穩(wěn)定。通過(guò)應(yīng)力-應(yīng)變曲線研究了共混體的力學(xué)性能。模量隨輻照劑量增大呈現(xiàn)出單調(diào)增大的趨勢(shì),但拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率則隨輻照劑量的增大一開(kāi)始增大,而后下降。這是由于應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶和交聯(lián)程度是兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性因素。

添加超細(xì)丙烯酸酯橡膠粉末改性氯丁橡膠

研究了超細(xì)預(yù)硫化丙烯酸酯橡膠粉末（ACMP）對(duì)氯丁橡膠（CR）性能的影響。將不同用量ACMP加人CR中,研究了含ACMP填料的CR的性能。由于ACMP具有高熱塑性性質(zhì),因此隨著ACMP用量的增大,加工性更好。盡管ACMP對(duì)硫化速率和硫化程度有不利影響,但硫化膠的模量和硬度隨ACMP用量的增大而持續(xù)提高。隨著ACMP用量增大到20份,拉伸強(qiáng)度也改善。盡管如此,隨著ACMP用量增大,硫化膠彈性和耐磨性下降。這主要?dú)w因于稀釋效應(yīng)和交聯(lián)密度減小的共同作用。由于ACMP完全飽和而且極性大,將其加人CR中可提高硫化膠的耐老化性和耐油性。

斜交織物增強(qiáng)復(fù)合材料各向異性超彈性的新本構(gòu)模型

介紹了超彈性基質(zhì)與斜交織物復(fù)合材料的改進(jìn)本構(gòu)模型,該模型基于實(shí)用的方法和連續(xù)力學(xué)理論,用于有限元分析。通過(guò)一系列織物經(jīng)線和緯線方向的單軸試驗(yàn)和復(fù)合材料織物樣品的剪切試驗(yàn),建立了廣義應(yīng)變能函數(shù)。由尼龍斜交織物增強(qiáng)氯丁橡膠復(fù)合材料（體積分?jǐn)?shù)∶氯丁橡膠為0.74,尼龍為0.26）驗(yàn)證了所提出的材料表征方法。由單軸和純剪切能密度依據(jù)相應(yīng)的應(yīng)變不變量的最小二乘方的最小值得到各向異性超彈性模型的材料參數(shù)。使用文中提出的材料模型可以發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料單軸試驗(yàn)和凸出試驗(yàn)數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)所得結(jié)果非常一致。

熱解炭黑：控制橡膠性能的因素

廢輪胎的熱解不僅能解決環(huán)境問(wèn)題,而且能回收有價(jià)值的產(chǎn)品,如彈性體材料用的油和炭黑填料。通過(guò)促進(jìn)制定熱解炭黑（pCB）橡膠性能的標(biāo)準(zhǔn),并了解決定性能的相關(guān)參數(shù)。膠體性能表明∶pCB材料具有介于N330炭黑和N550炭黑之間的補(bǔ)強(qiáng)特征,而物理性能數(shù)據(jù)則顯示其更接近N700炭黑系列。從根本上講,性能的差異似乎是pCB碳?xì)埩粑飳?dǎo)致的,其降低了回收物的表面活性和可分散性。熱重分析和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能證明,一些pCB試樣具有相同的比表面活性,與熱解過(guò)程或所用原料無(wú)關(guān)。

碳納米管增強(qiáng)膠粘劑對(duì)腐蝕環(huán)境中粘接接頭老化的影響

研究了用于金屬基材的多壁碳納米管（MWCNT）增強(qiáng)膠粘劑對(duì)搭接剪切強(qiáng)度以及電流腐蝕和環(huán)境降解的響應(yīng),以便確定MWCNT增強(qiáng)膠粘劑貼片對(duì)環(huán)境降解的響應(yīng)是基于滲透性還是依賴于材料體系。將MWCNT加人到環(huán)氧樹(shù)脂貼片中可以調(diào)解基材/貼片間的電流腐蝕效應(yīng),但是也增大了聚合物基質(zhì)中的局部降解現(xiàn)象。加人0.1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的WMCNT對(duì)膠粘劑的電流腐蝕和環(huán)境耐久性有積極影響,但較高用量對(duì)其性能有不利影響。研究表明∶滲透閾值在0.1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）和0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）CNT之間較佳,然而,這也依賴于不同的材料體系。

（劉 霞 譯）

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