检索结果-南通市图书馆

作者：颉翔北京化工大学

学位级别：硕士

天然橡胶（NR）因其优良的性能和不可替代性,被广泛应用于汽车工业、航空航天、轨道交通、造船和医疗卫生等领域。绝大多数天然橡胶来自于东南亚的三叶橡胶树（Heveabrasiliensis）。这些地区的热带雨林环境以及劳动力短缺、政治、气候... 详细信息

天然橡胶（NR）因其优良的性能和不可替代性,被广泛应用于汽车工业、航空航天、轨道交通、造船和医疗卫生等领域。绝大多数天然橡胶来自于东南亚的三叶橡胶树（Heveabrasiliensis）。这些地区的热带雨林环境以及劳动力短缺、政治、气候、疾病和病虫害等因素,都可能会导致NR的长期生产变得无法持续。近年来,我国天然橡胶产量只占到了其需求量的10～20%,对外依存度一直超过80%。因此开发新的具有商业化前景产胶植物便成为了迫在眉睫的需求。目前国际上普遍看好的热点含胶植物主要包括银胶菊（Guayule）、杜仲（Eucommiaulmoides）和蒲公英橡胶草（Taraxacum koksaghyz TKS）。而国际上对蒲公英橡胶的研究主要集中在选种培育技术和基因蛋白组学等上游环节,而关于蒲公英橡胶的提取工艺还待深入探究。本文针对蒲公英橡胶小试提取工艺进行了较为全面的探究,研究主要分为四部分,首先是蒲公英橡胶小试生产线装备设计与优化,其次是蒲公英橡胶小试提取工艺的优化研究,接着是蒲公英橡胶及残渣的形貌及成分分析,最后是蒲公英橡胶的结构及性能表征。1.借鉴实验室级蒲公英橡胶提取工艺所用到的装置,设计放大并优化了小试生产线的关键设备及辅助设备,使得小试线具备稳定生产蒲公英橡胶的能力。重点介绍了自制松散机和强水剪切釜的工作原理。这些设备均对蒲公英橡胶的质量提升具有不可或缺的作用,自制的松散机可以将原料根的含胶量为5.40%提升至8.58%,提胶效率提升60%;自制强水剪切釜提取橡胶纯度最高可达90.2%,而橡胶提取效率在35%以上。2.在橡胶的提取过程中,提出并优化了较为完备的蒲公英橡胶小试提取工艺路线。小试工艺路线主要分为三个环节,分别是预处理单元、水基提取单元和溶剂提纯单元。在预处理工艺中,通过对整根的机械处理进而去除了约40%的杂质,并将物料的含胶量提高了约60%,有效减少能源消耗并提高效率,实现了橡胶的初步富集。水基提取工艺是小试路线的核心,通过单因素实验和四因素三水平正交实验,对提取次数、提取温度、提取转速和料液比这四个参数进行了优化。但水基提取后的橡胶纯度为90%左右,还无法满足工业上的要求,因此针对粗胶及残渣设计和优化了溶剂提纯工艺,在料液比=1:25和提取次数=3次的最佳参数条件下,最终使得橡胶的纯度和产率分别最高达到99%和98%,满足了橡胶工业化的标准。3.对纯化前后的蒲公英橡胶和水基残渣进行了形貌分析,结果发现纯化前所提取的橡胶和残渣中具有“胶中有渣,渣中有胶”的特征。且粗胶中的杂质含量在溶剂提纯作用下会明显降低。残渣中水溶性物质、色素、树脂、橡胶、木质纤维素和灰分含量也被进行了测定,结果发现其中橡胶含量高达12.4%,这也是增加残渣提纯工艺的原因;木质纤维素含量接近50%,是杂质的主要成分。4.对蒲公英橡胶,20号标胶和异戊橡胶进行了 GPC、FTIR、NMR、TGA、DSC和力学性能的表征。结果显示蒲公英橡胶的重均分子量达到177 W左右,略小于20号标胶（约213 W）而略大于异戊橡胶（约152 W）,这一分子量水平比单纯水基提取所得分子量有显著提高。分子结构和热性能分析的结果均显示这三种橡胶具有相似的化学结构和相似的分解温度及玻璃化转变温度,这也扩充了蒲公英橡胶的应用前景。在力学性能方面,蒲公英橡胶在三种橡胶中拥有最大的断裂伸长率,且其弹性模量也在其余二者之间,小于20号标胶并略大于异戊橡胶。除此之外,与异戊橡胶类似,蒲公英橡胶也未显示出应变诱导结晶的现象。总体来看,小试工艺提取的蒲公英橡胶的性能略逊于三叶橡胶而优于于合成的异戊橡胶,完全满足工业化应用的要求。

关键词：蒲公英橡胶关键设备小试工艺成分分析橡胶结构

杜仲胶/天然橡胶共混胶的相态分布和性能的研究

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杜仲胶/天然橡胶共混胶的相态分布和性能的研究

作者：张天鑫北京化工大学

学位级别：硕士

天然橡胶以其优异的物理化学性能被广泛的应用于国防及民生的各个领域,自从其发现到现在几百年时间,目前还没有一种合成橡胶可以替代天然橡胶的作用。我国作为世界上最大的橡胶消耗国,以及最大的轮胎出口国,每年消耗大量的天然橡胶。但... 详细信息

天然橡胶以其优异的物理化学性能被广泛的应用于国防及民生的各个领域,自从其发现到现在几百年时间,目前还没有一种合成橡胶可以替代天然橡胶的作用。我国作为世界上最大的橡胶消耗国,以及最大的轮胎出口国,每年消耗大量的天然橡胶。但我国的天然橡胶资源自产严重不足,每年对外进口依赖程度超过80%。近些年来,随着欧盟Reach法规、欧盟标签法等一系列针对轮胎工业环保法规的实施,以及世界各大轮胎生产巨头相继出台轮胎100%使用可再生材料的计划,我国急需一种符合我国国情的第二天然橡胶的应用,以缓解我国在天然橡胶方面面临的困境。杜仲胶做为我国特有的可再生天然高分子材料,可以从我国中西部地区广泛种植的杜仲树的各个组织结构中获取。其与天然橡胶为同分异构体,由反式-1,4-聚异戊二烯组成,由于顺反异构体在分子规整度方面有比较大的差异,所以杜仲胶与天然橡胶在宏观领域还是有比较大的差别。常温条件下杜仲胶由于结晶的存在表现为硬质塑料态,而天然橡胶在常温条件下分子结构无定型分布表现为有很高弹性的弹性体。但将杜仲胶的结晶结构破坏后,杜仲胶的分子结构又重新无定型分布,可以表现为弹性体。一定程度上如果将杜仲胶与天然橡胶共混使用,一方面可以缓解我国天然橡胶极度短缺的问题,同时杜仲胶作为可在生的绿色高分子材料一定程度上还可以改善天然橡胶的耐疲劳、撕裂等方面性能。本课题实验部分四个部分进行研究。第一部分通过对溶剂法提取的杜仲胶的分子组成、结晶形态、分子量及分布、力学性能等方面进行表征和研究,了解杜仲胶的基本性能,同时在某些方面与合成的反式-1,4-聚异戊二烯进行对比。然后着重的对硫化后的杜仲胶性能进行研究,通过橡胶领域常用的两种硫化体系对杜仲胶进行轻微交联、完全交联、过交联三个阶段探索杜仲胶的结晶、分子结构、力学方面的性能,研究发现杜仲胶在硫磺硫化体系下,完全硫化后,其结晶结构完全被破坏的情况下,力学性能出现明显的拉伸增强现象。第二部分通过原子力显微镜探测微观条件下性能差异比较大的两种物质共混相态的分布,对未硫化的杜仲胶与天然橡胶的相态进行研究,发现少量的杜仲胶分散在天然橡胶的连续相中,杜仲胶的分散相直径非常小,同时随着杜仲相的逐渐增多,杜仲胶在开炼机的剪切作用下形成山脊状的条状连续相,在与天然橡胶的接触界面处还存在一层不规则的性能介于两相之间的过渡相。第三部分研究了杜仲胶与天然橡胶共混后的性能,杜仲胶与天然橡胶共混后有着良好的硫化性能,同时两相共混后的共混胶的力学性能下降不是特别明显,但疲劳寿命、裂纹扩展、韧性、耐撕裂等性能有明显的提升。第四部分研究了用炭黑填充后的共混胶的性能,由于天然橡胶主要的应用领域在轮胎领域,所以研究杜仲胶与天然橡胶共混胶的性能主要研究方向还是看符不符合轮胎领域的应用要求,所以对补强后的共混胶的滚动阻力、力学性能、抗切割性能以及压缩生热等性能进行了研究。研究结果表明在滚动阻力、抗切割、抗撕裂能力、压缩生热性等方面性能有所提升,而拉伸性能有小幅度下降。

关键词：天然橡胶杜仲胶杜仲/天然共混胶相态分布共混性能

伏隔核神经元活动在自残过程中的作用及其调控机理

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伏隔核神经元活动在自残过程中的作用及其调控机理

作者：倪一凌昆明理工大学

学位级别：硕士

自残行为,作为一种直接和蓄意破坏自身组织导致损伤的行为健康问题,正越来越受到社会和医学研究领域的重视。研究发现自残在总人口中有约2～6%的发病率,而在精神/神经系统疾病患者中发病率更高。迄今为止,自残行为的病因并不明确,但可... 详细信息

自残行为,作为一种直接和蓄意破坏自身组织导致损伤的行为健康问题,正越来越受到社会和医学研究领域的重视。研究发现自残在总人口中有约2～6%的发病率,而在精神/神经系统疾病患者中发病率更高。迄今为止,自残行为的病因并不明确,但可以肯定生理、心理和社会环境等诸多因素参与了自残行为的发病过程。伏隔核作为基底神经节的重要脑区之一,在厌恶情绪、攻击性、恐惧、愉悦、奖励以及强化学习的认知过程具有显著的作用。同时伏隔核接收腹侧被盖区介导的奖赏系统到多巴胺受体介导的神经元抑制性的投射,也接收参与恐惧记忆调控的外侧杏仁核的投射,又通过大量的D1和D2型多巴胺能受体介导的神经元调控苍白球的活动,而我们前期实验发现抑制内侧苍白球神经元可以诱导自残行为。因此,我们有理由相信伏隔核作为奖赏、情绪、应激相关的脑区,通过直接或者间接的突触联系以及奖赏机制可以实现对于自残行为的调控。本文将主要从药理学、行为学、电生理、分子生物学角度研究在伏隔核及其相关亚区的活动对自残行为的诱导过程是否存在调控作用;实验个体在自残行为前后是否产生情绪水平的异常;自残过程中各相关脑区活动的变化;自残过程前后NAc的突触可塑性是否发生改变。根据我们的实验结果:(1)、药理学实验:A、通过在内侧苍白球分别给GABAA、GABAB、AMPA受体的激动剂和抑制剂,我们发现只有激活内侧苍白球的GABAA受体才能够诱导自残行为。B、抑制腹侧被盖区GABAA受体可以完全拮抗自残行为,兴奋GABAA受体可以降低自残行为的发生率。C、抑制伏隔核壳区GABAA受体减少自残发生,兴奋GABAA受体完全拮抗自残行为;抑制伏隔核核区GABAA受体减少自残发生,兴奋GABAA受体没有作用。D、在内侧苍白球高度抑制的条件下,无论是共同/单独激活还是抑制伏隔核壳区D1和D2受体介导的神经元,都无法拮抗自残行为。在内侧苍白球轻度抑制的条件下(部分诱导自残行为),共同抑制伏隔核壳区D1和D2受体介导的神经元可以提高自残行为的发生率。E、在没有经历条件恐惧记忆的恐惧记忆的再提取过程,我们发现无论激活还是抑制伏隔核壳区神经元均无法降低自残行为的发生率。(2)、行为学实验:通过开放场和高架十字迷宫实验,我们发现短时程(6小时)自残行为的作用并不影响大鼠长时程(1周)的焦虑水平。(3)、电生理实验:通过清醒大鼠局部场电位记录技术,我们发现在自残行为的过程的前后不同频段范围腹侧被盖区、伏隔核、外侧杏仁核、外侧缰核、内侧前额叶皮层这些脑区的活动不同程度地发生了显著变化。同时4-9Hz频段的发放在整个自残行为过程对比Baseline(给药前0.5h)存在显著的差异性。通过脑区之间活动的相关性分析进一步明确了 VTA-BLA、VTA-mPFC、BLA-mPFC、NAc-mPFC 这些脑区之间的联系在自残行为过程前后存在显著变化。(4)、分子实验;通过Western Blot检测伏隔核兴奋性输入和磷酸化位点Ser831和Ser845 GluR1表达水平的变化,我们发现在自残行为的诱导和维持阶段伏隔核神经元的活动变化都存在先上升后下降的过程。综上所述:自残行为可以通过内侧苍白球神经元的活动被直接诱导,而腹侧被盖区和伏隔核神经元的活动则参与调控拮抗自残行为。其中,伏隔核壳区的D1和D2样受体介导的神经元被共同抑制的作用下可以促进自残行为的发生,伏隔核壳区对自残行为的拮抗作用需要恐惧记忆负性情绪的介入。短时程自残行为又不影响大鼠长期的情绪水平。电生理的结果提示我们在自残行为过程中VTA、NAc、BLA、LHb、mPFC这些脑区的活动都发生了显著变化,同时VTA-BLA、VTA-mPFC、BLA-mPFC、NAc-mPFC这些脑区之间活动存在显著相关性。在自残过程的起始和维持阶段,伏隔核的突触可塑性也发生了显著的变化。这些结果都提示我们伏隔核受多巴胺系统作用与VTA、BLA、LHb、mPFC这些脑区之间存在一个复杂的神经元网络参与调控自残行为。

关键词：自残行为伏隔核腹侧被盖区情绪奖赏

外侧缰核内D1受体功能异常对情绪和记忆的影响

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外侧缰核内D1受体功能异常对情绪和记忆的影响

作者：产江平昆明理工大学

学位级别：硕士

缰核(habenular nucleus,Hb)是联系边缘前脑和脑干背侧通路的重要枢纽,主要分为内侧缰核(medial habenular nucleus,MHb)和外侧缰核(lateral hanbenular nucleus,LHb),通过各种神经递质,广泛参与多种生理活动的调节。最近越来越多的研... 详细信息

缰核(habenular nucleus,Hb)是联系边缘前脑和脑干背侧通路的重要枢纽,主要分为内侧缰核(medial habenular nucleus,MHb)和外侧缰核(lateral hanbenular nucleus,LHb),通过各种神经递质,广泛参与多种生理活动的调节。最近越来越多的研究发现,Hb对情绪、学习和记忆等认知功能方面也有重要的影响。大量实验研究表明外侧缰核功能异常与抑郁样行为密切相关。缰核与中脑多巴胺系统有交互投射,缰核内包含了D1和D2样受体。以前研究主要集中在LHb对多巴胺系统影响上。而LHb中DA受体对情绪的影响目前尚不清楚。此外,研究表明D1受体涉及到缰核的认知进程,尤其是与空间学习和注意力相关。海马是空间记忆的关键脑区之一,其中的突触可塑性及相关分子通路如GluR1的磷酸化在海马依赖的空间学习记忆中起关键作用。大量研究证据表明LHb与海马之间存在功能性的联系。LHb可能通过与海马功能性的相互作用参与空间记忆的处理,但不清楚LHb内D1受体是否参与调节海马依赖的学习和记忆。本课题主要从行为学、电生理学、分子生物学三个方面分别研究LHb内D1受体功能异常对大鼠行为活动、海马CA1区的突触可塑性以及海马AMPA受体亚基GluR1磷酸化水平的影响。我们发现：1)行为学方面：通过开放场、高架十字迷宫、条件恐惧记忆、条件味觉厌恶及强迫游泳等行为学手段检测大鼠的行为。结果发现LHb局部给予D1受体激动剂SKF-38393和拮抗剂SCH-23390后,增加了大鼠焦虑样水平,拮抗了抑郁样行为,损伤大鼠对场景和声音依赖恐惧记忆的获得及和厌恶性学习记忆的获得与提取。2)电生理方面：我们利用清醒自由移动大鼠电生理记录技术,LHb局部给予D1激动剂SKF-38393和拮抗剂SCH-23390后对海马CA1突触传递在电生理水平上的影响。结果发现,在清醒自由移动大鼠海马脑区Schaeffer侧枝(Schaffer collateral)-CA1通路上高频刺激(High-frequency stimulation,HFS)可以诱导至少维持一个小时以上的突触增强。相比对照组而言,给药组诱导的LTP的幅值是降低的。3)分子方面：通过western blot技术研究发现,LHb局部给予D1激动剂SKF-38393和拮抗剂SCH-23390能使海马AMPA亚基GluR1受体的磷酸化水平降低(主要包括磷酸化位点ser845和ser831)。综上所述：LHb内D1受体功能异常增加大鼠焦虑水平,拮抗了抑郁样行为,损伤了记忆的获得和提取,降低了海马内AMPA受体亚基GluR1磷酸化水平以及LTP幅值。我们的实验提示了多巴胺系统是如何通过一个新的功能环路来调控情感和认知。

关键词：外侧缰核海马多巴胺长时程增强 AMPA受体

慢性应激对嗅觉缺失小鼠记忆及情绪的影响及嗅觉缺失对海马CA1区LTD诱导的影响

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慢性应激对嗅觉缺失小鼠记忆及情绪的影响及嗅觉缺失对海马CA1区L...

作者：贾祥磊昆明理工大学

学位级别：硕士

嗅觉是动物的最主要的感觉之一。嗅觉系统是一个非常复杂的系统,它投射到脑内多个与情绪和记忆相关区域如杏仁核、海马、前额叶以及眶额叶。临床研究发现,嗅觉功能的损伤往往伴随着老年痴呆、帕金森等退行性疾病的产生,另外,在一些精神... 详细信息

嗅觉是动物的最主要的感觉之一。嗅觉系统是一个非常复杂的系统,它投射到脑内多个与情绪和记忆相关区域如杏仁核、海马、前额叶以及眶额叶。临床研究发现,嗅觉功能的损伤往往伴随着老年痴呆、帕金森等退行性疾病的产生,另外,在一些精神性疾病患者(如抑郁、焦虑)中,海马和杏仁核等区域出现异常,也伴随有嗅觉功能的损伤。但嗅觉损伤和抑郁症发生之间的因果关系目前尚不清楚。以往研究发现,应激,尤其是慢性应激和精神类疾病密切相关。嗅觉的缺失本身就是一种应激,且和应激及抑郁症在脑部有重合区域。而环境刺激导致的长期慢性应激对嗅觉损伤相关的大脑功能异常的作用目前我们所知甚少。我们用硫酸锌溶液鼻腔注射损伤小鼠的嗅粘膜细胞,造成小鼠嗅觉的缺失。通过慢性应激刺激嗅觉缺失的小鼠,检测慢性应激对小鼠行为、记忆、情绪及神经可塑性有什么影响。实验发现,用硫酸锌溶液会损害小鼠的嗅觉,会损害小鼠的空间记忆能力。慢性应激会促进小鼠嗅觉的恢复,同时会改善嗅觉损伤小鼠的空间记忆。但是慢性应激容易造成小鼠抑郁。我们诱导海马CA1区域的长时程抑制(long-term depression, LTD)在对照组和嗅觉损伤组,发现嗅觉损伤减小了海马区域早期的LTD幅值。这提示我们慢性应激对嗅觉缺失小鼠的高级脑功能的影响作用可能存在特异性,选择性增强学习,但加重了抑郁样行为。

关键词：嗅觉缺失慢性应激抑郁长时程抑制

天然橡胶和蒲公英橡胶中单体含量检测及分子量关系研究

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天然橡胶和蒲公英橡胶中单体含量检测及分子量关系研究

作者：向同北京化工大学

学位级别：硕士

天然橡胶(NR)作为一种理化性质优越的弹性体材料,被广泛的应用于航空航天、建筑建材、医疗保健等关系到人们日常生产生活的领域。近年来由于世界经济快速发展,全球的天然橡胶年消耗量快速激增,现如今被人们成功商业化的天然橡胶来源是... 详细信息

天然橡胶(NR)作为一种理化性质优越的弹性体材料,被广泛的应用于航空航天、建筑建材、医疗保健等关系到人们日常生产生活的领域。近年来由于世界经济快速发展,全球的天然橡胶年消耗量快速激增,现如今被人们成功商业化的天然橡胶来源是巴西三叶橡胶树,但由于受气候,及病虫害,比如南美叶疫病等因素的影响,全球天然橡胶的供应不稳定,波动较大。反观我国,由于地理条件和气候因素等原因,能种植巴西三叶橡胶的地域非常有限,其产量远远不能满足我们自身的消耗量,绝大部分需要从东南亚各国进口,由于南海争端等一系列问题的存在,天然橡胶等商品的进口也受到潜在威胁。所以现在发展第二天然橡胶已经刻不容缓,同时进行天然橡胶生物合成机理的研究也迫在眉睫,为将来的大规模开发利用第二天然橡胶和最终实现体外合成天然橡胶打好基础。本文主要对巴西天然胶乳和第二天然橡胶的代表-蒲公英(***—saghyzRodin TKS)胶乳中的天然橡胶生物合成中间体进行精确定量,研究其含量和地域、品种、以及部分橡胶性能的潜在关系,共分为三个部分。第一部分利用安捷伦1290高效液相色谱和6410三重四级杆质谱联用对巴西天然橡胶胶乳进行检测,自行开发方法对天然橡胶生物合成过程中的两种中间体异戊烯基焦磷酸(Dimethylallyl pyrophosphate DMAPP)和法尼基焦磷酸(Farneyl pyrophosphate FPP)进行定量检测。结果发现被测物主要集中在高速离心后的橡胶粒子层,但含量很低;DMAPP 和 FPP 的浓度分别为 70-96ng/mL 和 242-375 ng/mL;DMAPP和FPP的定量限分别为28 ng/mL和33 ng/mL。该方法回收率在81-93%之间。第二部分是在第一部分的基础上利用性能更好的Waters ACQUIT超高效液相色谱仪串联Waters Xevo TQ-MS三重四级杆质谱仪对蒲公英橡胶中的DMAPP和FPP进行检测,结果显示DMAPP和FPP在1 ng/mL⒍1000 ng/mL浓度时,二者都具有良好的线性关系,线性相关系数>0.999;该方法对DMAPP和FPP的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为 2.42 ng/mL、7.26ng/mL 和 1.02ng/mL、3.05ng/mL;蒲公英橡胶草样品中DMAPP和FPP的浓度分别在23.32-82.77ng/mL和12.03-85.67ng/mL范围内,浓度比天然胶乳中含量更低;该方法的回收率在99-117.1%之间。第三部分是利用GPC对第二部分中的蒲公英橡胶样品的分子量进行检测,将蒲公英橡胶的部分性能与生物合成的中间体的含量进行关联,结果显示蒲公英橡胶草中的天然橡胶分子量相较巴西三叶橡胶树的分子量小,橡胶草中天然橡胶分子量和其生物合成过程中的中间体DMAPP的含量成正相关。将DMAPP和FPP的质量分数以及浓度与重均分子量分别进行拟合,得到DMAPP的浓度和重均分子量之间的经验关系式 y=-19.722x3+2389.5x2-66384x+729632,其 R2=0.9104;同样的FPP的浓度和重均分子量之间的经验关系式为y=-0.8768x4+159.9x3-9986.2x2+258028x-2E+06,R2=0.9832。与定性关系得到的结果相吻合,可以利用FPP的浓度来预测所测样品的分子量大小,具有实际的指导意义。

关键词：天然橡胶蒲公英橡胶类异戊二烯液相色谱质谱联用仪

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个性化杜仲胶运动护具防护性能研究

个性化杜仲胶运动护具防护性能研究

作者：崔树阳北京化工大学

学位级别：硕士

随着国民生活质量的不断改善,人们参与体育运动的健康意识逐渐增强,与此同时,频繁出现的运动损伤也成为了人身安全的严重威胁。除了通过运动技巧训练主动规避风险外,有意识地佩戴运动护具可以更好的为人体提供保护。运动护具的设计是多... 详细信息

随着国民生活质量的不断改善,人们参与体育运动的健康意识逐渐增强,与此同时,频繁出现的运动损伤也成为了人身安全的严重威胁。除了通过运动技巧训练主动规避风险外,有意识地佩戴运动护具可以更好的为人体提供保护。运动护具的设计是多学科交叉融合的过程,本文从材料的冲击防护性能出发,建立了一个完整的从防护机理到产品设计再到性能评价的研究体系。主要内容包括以下几个方面:1.通过文献查阅和市场调研,对运动护具主要原料的性能进行比较分析,选择压缩回复吸收功（△W）和最大传递冲击力（Fmax）作为评价护具防护性能的关键指标。证实了橡胶材料可以吸收较多的冲击能量,适合用作内部软衬;塑料材料可以有效抵抗外部变形,适合用作外部防护层。因此本文认为采取软硬结合的方式设计运动护具最为合理。而杜仲胶的最大传递冲击力处于橡塑材料二者之间,独特的形状记忆功能也是其用来制备杜仲胶运动护具的潜在优势。2.对杜仲胶采取物理发泡的改性方法,应用压缩回复、高速力学检测、SEM、DSC、TGA等手段研究了硫化程度和发泡程度对防护性能的影响,确定了杜仲胶护具材料的最优条件是添加4phr热膨胀物理微球和lphr硫磺,此时压缩回复吸收功为28MJ·m-3,最大传递冲击力为750N。分别应用变温X射线衍射（VTWAXD）和高速力学检测方法研究杜仲胶的结晶度和冲击防护性能随温度的变化关系,在熔点前后显示出截然不同的变化趋势。由此提出了个性化高抗冲杜仲胶材料的微观相态结构为:结晶区抵抗瞬时高速冲击,无定型区承受准静态压缩应力,适度的三维交联网络使其具有形状记忆功能。3.将设计出来的杜仲胶运动护具与市售产品进行比较,发现杜仲胶护具产品的单位厚度冲击防护效率大约为1 0%/mm-1,与“李宁”护腿板和“迪卡侬”护腿板相比具有明显优势,且随着冲击能量的增加防护效率会逐渐降低。护具与人体接触面积增加会使防护性能提高,但超过9平方厘米后最大传递冲击力变化趋势微弱,防护性能将不再明显改变。4.将人体疼痛感作为评价护具防护性能的量化指标,通过自行设计的高速力学检测设备进行测试,结果表明摆锤冲击角度与冲击力呈现出明显的线性增加关系。通过对调查问卷中的人体疼痛感结果展开统计分析,发现使人体产生疼痛感的真实冲击力阈值为1362 N;佩戴杜仲胶足球护腿板后人体疼痛感下降了约400%,显示出了优异的高速冲击防护能力。

关键词：防护性能压缩回复吸收功最大传递冲击力疼痛感杜仲胶

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杜仲/顺丁共混胶相态演变规律及性能研究

杜仲/顺丁共混胶相态演变规律及性能研究

作者：俞敏莉北京化工大学

学位级别：硕士

顺丁橡胶拥有十分优异的特性,主要有弹性高、耐磨、耐寒、耐曲挠性、生热低以及滚阻低等优点,它可以用来开发高性能节油轮胎。但是顺丁橡胶的劣势也较明显,主要表现在力学强度低,抗湿滑性差,加工性能不佳,一般不单独使用,通常和其他种... 详细信息

顺丁橡胶拥有十分优异的特性,主要有弹性高、耐磨、耐寒、耐曲挠性、生热低以及滚阻低等优点,它可以用来开发高性能节油轮胎。但是顺丁橡胶的劣势也较明显,主要表现在力学强度低,抗湿滑性差,加工性能不佳,一般不单独使用,通常和其他种类的橡胶一起使用。杜仲胶是从杜仲树上提取出来的天然高分子材料,在室温下易结晶,具有特殊的“橡-塑二重性”。此外,杜仲胶具有强度高、耐撕裂、耐磨、耐刺扎、和耐曲挠等优点。本课题主要任务是将杜仲胶与顺丁胶进行物理机械共混,改善了顺丁胶综合力学性能,同时调控杜仲胶的并用量,对共混胶进行相态演变分析,探究宏观力学性能与相态结构间的关系。再将杜仲胶并用到传统的载重胎胎侧胶配方中,得到了低生热、低滚阻以及优异的高温力学性能的胎侧胶配方。第一部分研究了天然橡胶、丁苯胶、杜仲胶和顺丁胶四种橡胶的生胶及其硫化胶结构与性能之间的关系,以及其硫化特性。顺丁胶由于分子链间作用力小,拉伸强度最低只有0.9MPa;丁苯橡胶没有拉伸结晶现象,所以未补强时拉伸强度和撕裂强度较低;天然橡胶由于有应变诱导结晶现象其拉伸强度比顺丁胶和丁苯胶高,约为2.7MPa;杜仲胶由于常温下结晶,力学性能最好,拉伸强度能达到25.6MPa,其力学强度远高于其余种类的橡胶。第二部分研究了杜仲/顺丁共混生胶中杜仲胶含量与相态结构以及性能的关系。随着杜仲胶份数的增加,共混生胶的各项力学性能均有明显的提高,拉伸强度在50份之后提升较为明显,在70份的时候能达到10.5MPa,撕裂强度和邵A硬度均在30份之后提升较快,杜仲胶并用量为70份时撕裂强度可以达到28.6kN·m-1。在微观形貌上随着杜仲胶的用量的提高,表现为从“海岛结构”变化到“山脊连续结构”再到“两相双连续结构”的演变过程,界面过渡层由于未交联厚度较薄约为100nm,硬质结晶的杜仲胶在顺丁胶中更多的是起到类似填料补强的作用。第三部分研究了杜仲/顺丁共混硫化胶中杜仲胶含量对相态结构以及性能的影响。随着杜仲胶用量的增加,各项力学强度均有提高,当杜仲胶含量为70份时,比纯顺丁硫化胶相比,共混胶的拉伸强度提高了约13倍,最后能达到13.7MPa,撕裂强度为54.2kN·m-1,抗切割性能在35份的时候达到最优,生热总体都会增加。共混硫化胶的相态结构演变规律与共混生胶的类似,但是形态上略有区别,硫化胶的岛状粒子由于交联,形状更为规整圆润,趋于球形,且过渡层不分明,厚度较宽约为200nm是生胶体系中过渡层厚度的2倍。第四部分研究了杜仲/顺丁纳米炭黑复合材料中杜仲胶含量与力学性能之间的关系,对于纳米复合硫化胶体系,杜仲胶能提高定伸应力,特别是在高温测试环境下的定伸应力,在杜仲胶为20份的时候,生热会有下降。对于相态结构由于炭黑的分散使原有的两相结构变得不明显,但总体来看炭黑更多地分散在顺丁胶中,自身力学性能较差的顺丁胶得到了更多的补强填料,会整体提高炭黑复合材料的力学强度。第五部分主要将杜仲胶等量替代原有载重子午线轮胎胎侧胶的配方中的顺丁胶,并对其各项性能进行测试。实验结果表明,杜仲胶加入以后室温测试条件下的拉伸强度、撕裂强度以及抗切割性能有所下降,但定伸应力提高,高温测试力学性能虽然提高不多但均有所提高,杜仲胶份数为10份时,能降低生热和滚阻。总体来看,将杜仲胶的用量控制在10份之内,能对胎侧胶的综合性能起到优化作用。

关键词：杜仲/顺丁共混胶顺丁胶杜仲胶共混相态结构综合性能胎侧胶