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不饱和羧酸金属盐原位聚合增强POE纳米复合材料

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不饱和羧酸金属盐原位聚合增强POE纳米复合材料

作者：卢咏来北京化工大学

学位级别：硕士

原位生成法是发展橡胶基纳米复合材料的重要途径之一。本文对甲基丙烯酸锌／α-乙烯辛烯共聚物(ZDMA／POE)复合体系进行了研究。首次获得具有超分散特征的新型橡胶基纳米复合材料。同时对ZDMA原位聚合生成POE基纳米复合材料的反应历程... 详细信息

原位生成法是发展橡胶基纳米复合材料的重要途径之一。本文对甲基丙烯酸锌／α-乙烯辛烯共聚物(ZDMA／POE)复合体系进行了研究。首次获得具有超分散特征的新型橡胶基纳米复合材料。同时对ZDMA原位聚合生成POE基纳米复合材料的反应历程，复合体系的微观结构，增强机理和结构与性能的关系进行了详细的剖析。首先，利用TEM、SEM、DSC、DMA和溶剂抽提这几种微观结构表征和剖析方法，对ZDMA在POE基体中的原位聚合获得纳米分散相的历程和复合体系的微观结构进行了的分析。结果表明，ZDMA原生颗粒通过混炼工艺分散到POE中，尺寸并未有效减小;反应初期ZDMA单体在原位聚合反应的化学驱动下，迅速从其颗粒中向POE中扩散，进行原位聚合反应;ZDMA单体的转化率超过了90％;获得了具有超分散特性的纳米复合材料。其次，对ZDMA／POE的配合体系和加工工艺进行了研究。获得了最佳的配合体系加工工艺，制备出的纳米复合材料的强度明显超过了碳黑增强POE胶料;同时发现ZDMA原生颗粒的尺寸是影响复合材料最终性能的关键因素;也利用TEM获得了ZDMA用量、过氧化物用量与体系微观结构的关系。进一步地，测试了ZDMA／POE纳米复合材料的强伸特性和强度与温度的依赖性，并与碳黑增强胶料进行了对比。结果表明，ZDMA／POE的应力应变特性与碳黑增强胶料存在着显著的差异;其强度强烈依赖于应力应变后期的取向过程;其强度在高温下大幅度衰减。最后，综合本工作的所有研究成果和目前国内外相关理论及概念，对ZDMA／POE纳米复合材料中纳米分散粒子的微结构，及其与基体大分子的作用形式，纳米增强的机理和微观结构与性能的关系进行了详细的探讨。

关键词：不饱和羧酸金属盐原位聚合 POE 纳米复合材料增强

甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米混杂复合材料 Ⅰ.微观结构与力学性能

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合成橡胶工业 2001年第6期24卷 350-353页

作者：赵阳卢咏来刘力冯予星张立群北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

用SEM和TEM对甲基丙烯酸锌(ZDMA)粒子及其填充的丁腈橡胶(NBR)混炼胶和硫化胶进行了观察,结果发现,在溶解效应和剪切效应的共同作用下,大多数ZDMA粒子在其NBR混炼胶中的尺寸由混入前的几十微米缩小到10μm以下;进而由过氧化物引发进行... 详细信息

用SEM和TEM对甲基丙烯酸锌(ZDMA)粒子及其填充的丁腈橡胶(NBR)混炼胶和硫化胶进行了观察,结果发现,在溶解效应和剪切效应的共同作用下,大多数ZDMA粒子在其NBR混炼胶中的尺寸由混入前的几十微米缩小到10μm以下;进而由过氧化物引发进行原位自聚合并参与交联反应,大部分粒子尺寸继续缩小,并生成20～30nm的聚甲基丙烯酸锌粒子。最终的复合材料中含有大量的纳米粒子和少量残余的微米粒子,可称为纳米-微米混杂复合材料。研究了4种丙烯酸金属盐增强NBR的力学性能,结果表明它们的综合力学性能均高于用炭黑N220增强的橡胶,具有较高的拉伸强度、100%定伸应力和撕裂强度。

关键词：丙烯酸金属盐甲基丙烯酸锌丁腈橡胶微观结构纳米复合材料物理机械性能

受阻酚AO-80/NBR/PVC交联复合材料的结构与动态力学性能

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复合材料学报 2007年第6期24卷 44-49页

作者：向平肖大玲赵秀英卢咏来张立群北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点试验室教育部纳米材料重点试验室

在丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混基体中添加了受阻酚AO-80,制备了AO-80/NBR/PVC交联复合材料,并研究了其微观结构和动态力学性能。扫描电镜、透射电镜的结果证明,大部分AO-80溶解在NBR/PVC基体中,少量的AO-80以亚微米尺寸的微粒分散... 详细信息

在丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混基体中添加了受阻酚AO-80,制备了AO-80/NBR/PVC交联复合材料,并研究了其微观结构和动态力学性能。扫描电镜、透射电镜的结果证明,大部分AO-80溶解在NBR/PVC基体中,少量的AO-80以亚微米尺寸的微粒分散于基体中;X射线衍射、差示扫描量热分析(DSC)结果证明,AO-80在基体中处于非晶态。DSC、动态热机械分析的结果表明,AO-80与基体之间形成了很强的分子间作用力,使材料的玻璃化温度大幅度上升。同时,AO-80/NBR/PVC交联复合材料的损耗因子tanδ-温度T曲线只有一个单峰,与纯的NBR/PVC交联橡胶相比,随着AO-80用量增加,tanδ峰明显向高温移动,并且峰值由0.96增加到1.56。AO-80/NBR/PVC交联复合材料呈现明显的拉伸取向,具备优异的力学强度,具有很好的实用价值。

关键词：复合材料分子间作用力 AO-80 阻尼动态力学性能

甲基丙烯酸锌增强弹性体的相态研究——Ⅰ.混炼胶料

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合成橡胶工业 2002年第6期25卷 357-360页

作者：卢咏来张立群刘力赵阳北京化工大学北京市新聚合物制备和成型加工重点实验室 100029

利用扫描电子显微镜（SEM）和透视电子显微镜（TEM）研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体（包括BR,SBR,EPDM,NBR,EPM,POE和HNBR）的微观相态结构。发现混炼胶在混炼工艺中所具有的粘度是决定ZDMA粒子在混炼胶中分散状态的主要因素。对于... 详细信息

利用扫描电子显微镜（SEM）和透视电子显微镜（TEM）研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体（包括BR,SBR,EPDM,NBR,EPM,POE和HNBR）的微观相态结构。发现混炼胶在混炼工艺中所具有的粘度是决定ZDMA粒子在混炼胶中分散状态的主要因素。对于高粘度胶料,如EPDM和NBR体系,在混炼中ZDMA颗粒的尺寸显著减小,部分甚至达到了纳米级。而对于低粘度胶料,如POE体系,ZDMA的尺寸特征在混炼工艺中基本不变。由于ZDMA在橡胶中的原位聚合反应历程与其分散尺寸密切相关,所以这种ZDMA在混炼胶料中初分散状态的不同必然会对其硫化化胶料的最终相态和性能产生重大的影响。

关键词：甲基丙烯酸锌增强弹性体相态研究混炼胶料

甲基丙烯酸锌增强弹性体的相态研究 II.硫化胶料(英文)

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合成橡胶工业 2003年第1期26卷 12-16页

作者：卢咏来刘力赵阳张立群北京化工大学北京市新聚合物制备和成型加工重点实验室北京100029

利用扫描电子显微镜(SEM)和透视电子显微镜(TEM)研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体(包括BR,SBR,EPDM,NBR,EPM,POE和HNBR)的微观相态结构。发现在各体系的硫化胶料中均存在两类基本分散结构:纳米分散结构和微米分散结构。其中纳米增强结... 详细信息

利用扫描电子显微镜(SEM)和透视电子显微镜(TEM)研究了甲基丙烯酸锌增强多种弹性体(包括BR,SBR,EPDM,NBR,EPM,POE和HNBR)的微观相态结构。发现在各体系的硫化胶料中均存在两类基本分散结构:纳米分散结构和微米分散结构。其中纳米增强结构是在胶料过氧化物交联过程中由ZDMA原位聚合生成的;而微米结构就是残余的ZDMA颗粒。这两种结构的尺寸及相对含量因不同的复合体系而不同。对于BR和SBR体系,其微米分散结构较其他体系更多,且纳米分散结构的尺寸相对略小。而在EPDM,NBR,EPM,POE,HNBR中,微米分散结构较少,且纳米分散结构的尺寸相对较大。还研究了ZDMA颗粒的原生尺寸对硫化胶料的相态结构的影响,发现在POE体系,较大的ZDMA原生尺寸将造成其硫化胶料中微米分散结构的大量增多;而EPDM,EPM,NBR,HNBR胶料的相态则对ZDMA原生尺寸的变化不敏感。硫化胶料的微观相态的差异必将对其物理机械性能产生直接的影响。

关键词：甲基丙烯酸锌增强弹性体相态研究硫化胶料

密炼工艺及橡胶配比对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

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合成橡胶工业 2017年第3期40卷 226-230页

作者：王丽丽卢咏来解希铭北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 中国石化北京化工研究院燕山分院橡塑新型材料合成国家工程研究中心北京102500

以硅烷偶联剂Si 69改性白炭黑,制备了溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)/白炭黑复合材料,考察了密炼工艺和橡胶配比对复合材料性能的影响,研究了白炭黑在橡胶基体中的分散性。结果表明,采用合适的密炼工艺可提高白炭黑的硅烷化程度,促进... 详细信息

以硅烷偶联剂Si 69改性白炭黑,制备了溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)/白炭黑复合材料,考察了密炼工艺和橡胶配比对复合材料性能的影响,研究了白炭黑在橡胶基体中的分散性。结果表明,采用合适的密炼工艺可提高白炭黑的硅烷化程度,促进橡胶基体与白炭黑的相互作用,可改善SSBR/BR/白炭黑复合材料的抗湿滑性能和拉伸强度;采用相同密炼工艺,当SSBR/BR(质量比)由75/25增大至103/25时,SSBR/BR/白炭黑复合材料的拉伸强度变化不大,而回弹性有所提高,压缩生热明显下降,抗湿滑性能提高了26%,滚动阻力下降了21%。

关键词：溶聚丁苯橡胶顺丁橡胶白炭黑复合材料密炼力学性能抗湿滑性能滚动阻力

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医用硅橡胶亲水改性研究进展

弹性体 2021年第1期31卷 64-70页

作者：王岩石艳卢咏来有机无机复合材料国家重点实验室弹性体材料节能和资源化教育部工程研究中心北京化工大学新型高分子材料制备与加工北京市重点实验室北京化工大学材料科学与工程学院先进弹性体材料研究中心北京100029

硅橡胶材料在生物医学领域有着广泛的应用,但其结构组成决定了材料本身具有弱极性和疏水性,导致其与机体相容性差,因而需要提升硅橡胶的亲水性能。从表面和本体改性两大方面综述了提升医用硅橡胶亲水性能的改性方法,分析比较各种改性方... 详细信息

硅橡胶材料在生物医学领域有着广泛的应用,但其结构组成决定了材料本身具有弱极性和疏水性,导致其与机体相容性差,因而需要提升硅橡胶的亲水性能。从表面和本体改性两大方面综述了提升医用硅橡胶亲水性能的改性方法,分析比较各种改性方式的优缺点,并对未来医用硅橡胶的发展方向进行了展望。

关键词：硅橡胶亲水改性生物相容性

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纳米氧化锌/EPDM复合材料的性能研究

橡胶工业 2009年第10期56卷 581-587页

作者：王振华卢咏来张立群北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室北京100029 北京化工大学教育部纳米材料制备与应用科学重点实验室北京100029

试验研究纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能,并与炭黑和白炭黑补强的EPDM胶料进行对比。结果表明,纳米氧化锌的导热性能明显优于炭黑和白炭黑等传统补强填料,其对EPDM具有较好的补强作用,纳米氧化锌/EPDM复合材料的生热较低... 详细信息

试验研究纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能,并与炭黑和白炭黑补强的EPDM胶料进行对比。结果表明,纳米氧化锌的导热性能明显优于炭黑和白炭黑等传统补强填料,其对EPDM具有较好的补强作用,纳米氧化锌/EPDM复合材料的生热较低;采用偶联剂Si69对纳米氧化锌进行原位改性可以改善纳米氧化锌粒子与EPDM间的界面作用,提高其分散性,从而显著提高复合材料的物理性能,降低生热;改性纳米氧化锌/EPDM复合材料的物理性能和导热性能良好,可用于动态工况下使用的橡胶制品。

关键词：纳米氧化锌 EPDM 复合材料热导率

超细全硫化粉末NBR/EPDM共混物的结构与性能

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橡胶工业 2006年第4期53卷 223-230页

作者：唐远旺田明卢咏来张立群北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室北京100029 北京化工大学教育部纳米材料重点实验室北京100029

试验研究超细全硫化粉末NBR(UFPNBR)/EPDM共混物的硫化特性、相态结构、动态力学性能、加工性能及物理性能。UFPNBR粒子加入EPDM中明显影响了EPDM的硫化性能,UFPNBR/EPDM共混物采用过氧化物硫化体系硫化效果较好;透射电子显微镜和扫描... 详细信息

试验研究超细全硫化粉末NBR(UFPNBR)/EPDM共混物的硫化特性、相态结构、动态力学性能、加工性能及物理性能。UFPNBR粒子加入EPDM中明显影响了EPDM的硫化性能,UFPNBR/EPDM共混物采用过氧化物硫化体系硫化效果较好;透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察表明,UFPNBR粒子在UFPNBR/EPDM共混物中始终为分散相,但在EPDM基体中没有分散成预期的纳米尺寸;动态力学热分析结果显示,共混物存在两个玻璃化温度,呈两相结构且界面结合较弱;橡胶加工分析仪分析结果表明,UFPNBR粒子在EPDM基体中形成了填料网络结构,使共混物的流动性能变差;UFPNBR对EPDM有一定补强作用,但补强作用不如传统的纳米无机填料。

关键词：超细全硫化粉末NBR EPDM 共混相态