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石墨烯/纤维素杂化材料的制备及应用

高分子通报 2024年第1期37卷 52-72页

作者：梁帅刘克杨帆胡洁段咏欣青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室青岛266042

杂化材料是由两种或两种以上的组分在纳米或分子级别形成的具有新的功能或性能增强的多组分材料。基于二者的结构特点及存在的相互作用,石墨烯与纳米级纤维素可以杂化,形成具有优异性能的石墨烯/纤维素杂化材料。石墨烯/纤维素杂化材料... 详细信息

杂化材料是由两种或两种以上的组分在纳米或分子级别形成的具有新的功能或性能增强的多组分材料。基于二者的结构特点及存在的相互作用,石墨烯与纳米级纤维素可以杂化,形成具有优异性能的石墨烯/纤维素杂化材料。石墨烯/纤维素杂化材料兼具两组分的优点,如高比表面积、优良的导电性、热稳定性等,也可产生新的功能,如各向异性的导电、导热特性,与其他材料复合时更为优良的分散性等。基于其特性,石墨烯/纤维素杂化材料在能量存储、水处理及传感等领域具有巨大的应用潜力。本文对石墨烯/纤维素杂化材料的制备方法、杂化作用机理(氢键、静电作用及疏水相互作用等)及应用领域进行了介绍,并对石墨烯/纤维素杂化材料未来的发展方向进行了展望。

关键词：石墨烯纤维素杂化材料

裂解炭黑/纤维素纳米晶杂化体粉末的制备及其在天然橡胶中的应用

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橡胶工业 2024年第5期71卷 330-337页

作者：刘亚兵胡洁胡建洪侯晓宇段咏欣青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛266042 中国石油吉林石化公司吉林吉林132021

采用氨基化纤维素纳米晶(CCP)与裂解炭黑(CBp)球磨杂化,CBp/CCP(CBC)杂化体浆料经喷雾干燥后得到CBC杂化体粉末,将其用于天然橡胶(NR)补强。结果表明:CCP与CBp均匀杂化,有效阻止了CCP的团聚,提高了CBp在NR中的分散性;得益于NR/CBC复合... 详细信息

采用氨基化纤维素纳米晶(CCP)与裂解炭黑(CBp)球磨杂化,CBp/CCP(CBC)杂化体浆料经喷雾干燥后得到CBC杂化体粉末,将其用于天然橡胶(NR)补强。结果表明:CCP与CBp均匀杂化,有效阻止了CCP的团聚,提高了CBp在NR中的分散性;得益于NR/CBC复合材料的交联密度提高和CCP与CBp的协同补强作用以及CBC杂化体粉末在NR基体中的均匀分散,NR/CBC复合材料的物理性能显著提高,CBp/CCP质量比为85/15的CBC杂化体粉末的NR/CBC复合材料的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度比NR/CBp复合材料分别提高了30.4%,14.9%和75.7%,DIN磨耗量减小了13.7%,压缩温升降低。选用生物基填料CCP作为共杂化材料,以球磨杂化、喷雾干燥方式对CBp进行提质改性,为便捷制备高性能NR/CBp复合材料提供了可能,有利于推动CBp的高附加值利用及解决废旧轮胎的污染问题。

关键词：裂解炭黑纤维素纳米晶杂化体粉末天然橡胶废旧轮胎

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金属有机框架材料在橡胶密封条除味性能中的应用

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合成橡胶工业 2024年第5期47卷 428-431页

作者：孙鑫张冠英韩艳春段咏欣蒋敏青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室山东青岛266042 中国石油吉林石化公司长春132021

将金属有机框架材料(MOFs)作为三元乙丙橡胶(EPDM)密封条的除味剂,研究了MOFs对EPDM的硫化行为和力学性能的影响,考察了MOFs对EPDM释放出挥发性有机化合物气味的抑制效果。结果显示,MOFs的加入可促进EPDM的硫化且其力学性能基本不变;MOF... 详细信息

将金属有机框架材料(MOFs)作为三元乙丙橡胶(EPDM)密封条的除味剂,研究了MOFs对EPDM的硫化行为和力学性能的影响,考察了MOFs对EPDM释放出挥发性有机化合物气味的抑制效果。结果显示,MOFs的加入可促进EPDM的硫化且其力学性能基本不变;MOFs对有机胺和二硫化碳等气味分子具有较好的吸附效果,EPDM的气味等级从4.5降至2.0。

关键词：金属有机框架材料三元乙丙橡胶挥发性有机化合物硫化行为力学性能吸附气味等级

炭黑-白炭黑双相纳米填料及其增强SSBR性能

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合成橡胶工业 2002年第6期25卷 350-353页

作者：段咏欣赵素合林勇北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

研究了2种自制炭黑-白炭黑双相纳米填料（CSDPF）的结构及其填充溶聚丁苯橡胶（SSBR）胶料的性能,并与炭黑及炭黑/白炭黑共混填充胶料的性能做对比。结果表明,CSDPF属两相结构,其增强SSBR的物理机械性能与炭黑及炭黑/白炭黑共混填充胶... 详细信息

研究了2种自制炭黑-白炭黑双相纳米填料（CSDPF）的结构及其填充溶聚丁苯橡胶（SSBR）胶料的性能,并与炭黑及炭黑/白炭黑共混填充胶料的性能做对比。结果表明,CSDPF属两相结构,其增强SSBR的物理机械性能与炭黑及炭黑/白炭黑共混填充胶料相当,但加工性能好,Payne效应小,压缩生热低,动态性能优异。

关键词：炭黑白炭墨双相纳米填料增强 SSBR 溶聚丁苯橡胶动态性能物理机械性能

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纳米填料增强的共混型集成胶结构与性能研究

纳米填料增强的共混型集成胶结构与性能研究

作者：段咏欣北京化工大学

学位级别：硕士

本论文研究工作可分为四个部分：第一部分：研究了自合成的不同偶联程度的锡偶联型溶聚丁苯胶的加工性能、物机性能、动态力学性能，并与日本JSR的SL552进行了对比。采用多种研究方法揭示了Sn-C键键接转移机理。第二部分：从... 详细信息

本论文研究工作可分为四个部分：第一部分：研究了自合成的不同偶联程度的锡偶联型溶聚丁苯胶的加工性能、物机性能、动态力学性能，并与日本JSR的SL552进行了对比。采用多种研究方法揭示了Sn-C键键接转移机理。第二部分：从加工性能、硫化特性、物机性能、动态力学性能等方面系统研究了S-SBR／NR、S-SBR／NR／NBR并用体系的综合性能，并对日本JSR的SL552和自合成的全偶联型S-SBR(S)的二元及三元共混胶进行了对比。第三部分：试制了炭黑-白炭黑双相纳米填料，考察了炭黑悬浮液浓度、陈化时间、不同白炭黑用量等对双相填料形态结构和补强性能的影响，并与炭黑、炭黑／白炭黑并用、卡博特公司工业化产品CRX2002的补强性能进行了对比。第四部分：综合评价了经性能集成的较佳三元共混胶与性能集成的复合纳米填料相配合得到的纳米填料补强的共混型集成胶的性能。研究结果表明：随偶联程度的提高，S-SBR的物机性能提高，动态性能改善，但加工性能有所下降，S-SBR单用偶联程度以60％为宜，与其他胶种并用偶联程度可选100％;偶联型S-SBR中的Sn-C比C-C要弱，Sn-C与炭黑表面官能团的典型化合物—对苯二醌具有很高的反应活性，反应后使对苯二醌形成完整的苯环结构，Sn-C断裂形成的大分子自由基转键接在对苯二醌的苯环上;S-SBR／NR体系并用比选取60／40，S-SBR／NR／NBR并用比选取60／30／10可得到性能集成的共混胶，北京化二二大学祠城士减玲究生学位论文以S，。。为基料的胶料性能总体上优于SL552共混胶料;水相法制备双相填料是可行的，基体炭黑选用N33O，炭黑悬浮液浓度控制在6%，陈化时间1小时，白炭黑含量不超过10%，可制得比常规炭黑动态性能好的复合纳米填料。研制的共混型集成胶胶料既有对冰雪、湿滑路面的高抓着性，又具有滚动阻力小、生热低的优点。

关键词：偶联型S-SBR/NR/NBR共混胶料,动态力学性能,炭黑,白炭黑,炭黑-白炭黑双相填料,集成胶

羧基丁苯橡胶/羧基化纤维素纳米晶自愈合复合材料的制备及性能研究

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高分子学报 2023年第7期54卷 1074-1083页

作者：侯晓宇胡洁刘亚兵段咏欣青岛科技大学高分子科学与工程学院青岛266042

动态交联键的引入可赋予橡胶制品自愈合性能.本文利用氧化锌(ZnO)的Zn^(2+)与羧基丁苯橡胶(XSBR)和羧基化纤维素纳米晶(CCA)的羧基间可形成离子键,CCA的羧基与XSBR的羧基间可形成氢键,制备了具有氢键和离子键双动态交联网络的羧基丁苯橡... 详细信息

动态交联键的引入可赋予橡胶制品自愈合性能.本文利用氧化锌(ZnO)的Zn^(2+)与羧基丁苯橡胶(XSBR)和羧基化纤维素纳米晶(CCA)的羧基间可形成离子键,CCA的羧基与XSBR的羧基间可形成氢键,制备了具有氢键和离子键双动态交联网络的羧基丁苯橡胶(X/C/Z)复合材料.傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)结果证实在X/C/Z复合材料中构筑了双动态交联网络.与XSBR/CCA和XSBR/ZnO复合材料相比,离子键和氢键共存的双动态交联网络以及CCA和ZnO的协同补强赋予了X/C/Z复合材料更优异的物理机械性能及自愈合能力.当CCA添加量为5 wt%时,随ZnO用量增加,X/C/Z复合材料的交联密度逐渐提高,复合材料的拉伸强度呈递增趋势,而断裂伸长率逐渐下降.同时,ZnO用量的增加提供了更多可与XSBR和CCA上羧基络合形成离子键的Zn^(2+),进而使复合材料的自愈合能力随ZnO含量的增加而提高.利用ZnO和CCA作为补强/交联填料,采用简单便捷的方法制备了性能优异的羧基丁苯橡胶自愈合复合材料,为自愈合复合材料的开发提供了一种思路.

关键词：羧基化纤维素纳米晶氧化锌羧基丁苯橡胶动态交联自愈合

微量纤维素促进石墨在离子液体中剥离的光谱研究

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光谱学与光谱分析 2018年第S1期38卷 183-184页

作者：张晓方张同平段咏欣青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室山东青岛266042

液相法剥离石墨可制备结构完善性能优异的石墨烯片,为了有效改善直接剥离石墨烯的实际应用价值,人们更加倾向于简单绿色环保溶剂的使用。1-甲基-3-烯丙基咪唑氯盐离子液体(AmimCl)^([1]),一种新型高效的绿色溶剂,其表面能与石墨烯相近,... 详细信息

液相法剥离石墨可制备结构完善性能优异的石墨烯片,为了有效改善直接剥离石墨烯的实际应用价值,人们更加倾向于简单绿色环保溶剂的使用。1-甲基-3-烯丙基咪唑氯盐离子液体(AmimCl)^([1]),一种新型高效的绿色溶剂,其表面能与石墨烯相近,且其自身的共轭结构可稳定剥离的石墨烯片。除此之外,该离子液体可直接高效的溶解难溶难熔的纤维素^([2]),这为具有优异性能纤维素/石墨烯纳米复合材料的制备打下夯实的理论基础。本文在未经任何处理的离子液体AmimCl中加入极少量(0.02Wt.%)的聚合度为650的纤维素可以促进石墨的剥离及其稳定分散,并运用Raman和WAXD光谱技术考察了在此过程中石墨的剥离分散程度。结果表明,微量纤维素的加入能够有效促进石墨在离子液体中的剥离分散,这显著扩展了石墨烯的实际应用范畴且为其与难溶难熔纤维素的复合提供极大可能。

关键词：液相剥离离子液体AmimCl 微量纤维素石墨烯

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锡偶联SSBR/NR共混物的性能

合成橡胶工业 2003年第6期26卷 358-361页

作者：段咏欣赵素合张韬毅张兴英北京化工大学材料科学与工程学院北京100080

以多官能团有机锂为引发体系 ,一步聚合制备了偶联度为 10 0 %的锡偶联型溶聚丁苯橡胶(S10 0 )。将其与NR共混 ,研究了共混物混炼胶的加工性能和硫化胶的物理机械性能。结果表明 ,NR的加入有利于S10 0 加工性能的改善和混炼效果的提高 ... 详细信息

以多官能团有机锂为引发体系 ,一步聚合制备了偶联度为 10 0 %的锡偶联型溶聚丁苯橡胶(S10 0 )。将其与NR共混 ,研究了共混物混炼胶的加工性能和硫化胶的物理机械性能。结果表明 ,NR的加入有利于S10 0 加工性能的改善和混炼效果的提高 ,并且在NR用量不少于 6 0份 (质量 ,下同 )时 ,可以提高制品的尺寸稳定性 ;S10 0 并用NR后 ,硫化胶的 30 0 %定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率和永久变形有所提高 ,但试样动态生热增加 ,内耗增大 ,耐磨性降低。兼顾试样的加工性能 ,NR用量以2 0～ 5

关键词：溶聚丁苯橡胶偶联天然橡胶共混加工性能物理机械性能

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增容剂对聚乳酸/尼龙610力学性能的影响

塑料工业 2014年第5期42卷 42-45,82页

作者：韩丽丽段咏欣青岛科技大学高分子科学与工程学院橡塑材料与工程教育部重点实验室山东青岛266042

主要讨论了两种增容剂马来酸酐(MAH)和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)对聚乳酸/尼龙610(PLA/PA610)复合材料力学性能的影响。研究表明,这两种增容剂均可以与PLA和PA610发生一定的反应,从而提高二者的界面作用力,进而提高体系的力学性能。

关键词：聚乳酸尼龙610 增容剂力学性能