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作者：戈风行北京化工大学

学位级别：硕士

介电弹性体(DE)是一类可以将电能转变为机械能的智能材料,具有转化效率高、能量密度高、电致形变大、黏弹滞后小和响应速度快等优势,在微型驱动器、人造肌肉和机器人等领域具有巨大应用潜力。目前可用材料或多或少存在缺点和不足,制备... 详细信息

介电弹性体(DE)是一类可以将电能转变为机械能的智能材料,具有转化效率高、能量密度高、电致形变大、黏弹滞后小和响应速度快等优势,在微型驱动器、人造肌肉和机器人等领域具有巨大应用潜力。目前可用材料或多或少存在缺点和不足,制备具有高介电、低模量、能够在低电压下产生大形变的材料是介电弹性体研究的重点。本文制备了氟硅橡胶(FVMQ)基和明胶基介电弹性体,分别从热学性能、电学性能和机电性能等方面对其进行了详细研究：通过两段硫化工艺制备FVMQ橡胶,选择最优的硫化剂用量。FVMQ表现出良好的耐热性、高介电常数(-6.5)、低介电损耗(<0.02)的同时具有较低的弹性模量(-0.5MPa),机电敏感因子p高达12.37MPa-1,能够在低电压下产生较大的电致形变,在32 kV·mm-1时可以产生15%的电致形变。以FVMQ为基体,优选的硫化剂用量0.4phr,加入不同用量硅烷偶联剂KH 570改性二氧化钛(TiO2)制备复合材料。随着填料用量增加,交联密度、弹性模量、介电常数、介电损耗和击穿电压都有所提高,敏感因子逐渐下降。TiO2用量超过一定值后形成填料网络,断裂伸长率开始下降,弹性模量大幅增加。TiO2/FVMQ复合材料机电性能较纯FVMQ大幅提高,最大电致形变提高153%达到38%,具有良好的机电稳定性。选择断裂伸长率较高的氟硅橡胶作为研究对象,分析了预拉伸对FVMQ介电弹性体的影响。预拉伸以后,FVMQ和TiO2/FVMQ复合材料击穿电压和电致形变都大幅提高,FVMQ的最大电致形变比未预拉伸提高了约132%;TiO2/FVMQ复合材料预拉伸后最大电致形变提高了10倍。氟硅橡胶基介电弹性体最佳预拉伸比例在2×2左右。选择具有大量极性基团的明胶作为基体,以生物无毒的甘油作为增塑剂改善其力学性能,制备了无细胞毒性的甘油/明胶复合材料。增塑后克服了明胶的脆性,表现为弹性体态,具有良好的耐热性和力学性能,介电常数从6提高到116,伴随着介电损耗增加和体积电阻率从1014Ω·cm急剧下降到106Ω·cm。材料会在较小的电压下破坏,产生约3%的电致形变。

关键词：介电弹性体弹性模量电致形变氟硅橡胶明胶

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液体再生橡胶作为反应型高分子增塑剂的应用研究

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橡胶工业 2023年第1期70卷 41-45页

作者：戈风行田卫东张珠珠韩磊张立群史金炜南京绿金人橡塑高科有限公司江苏南京211800 北京化工大学有机无机复合材料重点实验室北京100029

采用同向双螺杆挤出机制备液体再生橡胶(LRR),并将其作为反应型高分子增塑剂用于天然橡胶(NR)胶料,研究其应用效果。结果表明:LRR的溶胶含量高,粘度小,其具有可再交联的特性;LRR具有一定的增塑作用,与NR相容性好,混炼胶的丙酮抽出物含量... 详细信息

采用同向双螺杆挤出机制备液体再生橡胶(LRR),并将其作为反应型高分子增塑剂用于天然橡胶(NR)胶料,研究其应用效果。结果表明:LRR的溶胶含量高,粘度小,其具有可再交联的特性;LRR具有一定的增塑作用,与NR相容性好,混炼胶的丙酮抽出物含量小,其难喷霜;与环保芳烃油相比,LRR在NR胶料硫化过程中参与交联反应,采用LRR的硫化胶具有更大的硬度、定伸应力和拉伸强度,表明LRR起到了反应型高分子增塑剂的作用。

关键词：液体再生橡胶反应型高分子增塑剂天然橡胶双螺杆挤出机溶胶交联密度

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双螺杆挤出机连续绿色制备丁基再生橡胶

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橡胶工业 2018年第10期65卷 1108-1112页

作者：吴张民史金炜李雪健戈风行陆涛杨晓彤任冬云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 南京绿金人橡塑高科有限公司江苏南京210000

用同向双螺杆挤出机脱硫制备丁基再生橡胶,研究反应温度和螺杆转速等工艺条件对丁基再生橡胶门尼粘度的影响以及丁基再生橡胶在丁基橡胶(IIR)内胎中的应用。结果表明:用同向双螺杆挤出机可以高效地制备丁基再生橡胶,升高温度、延长反应... 详细信息

用同向双螺杆挤出机脱硫制备丁基再生橡胶,研究反应温度和螺杆转速等工艺条件对丁基再生橡胶门尼粘度的影响以及丁基再生橡胶在丁基橡胶(IIR)内胎中的应用。结果表明:用同向双螺杆挤出机可以高效地制备丁基再生橡胶,升高温度、延长反应时间和提高剪切力均有利于提高脱硫程度和降低门尼粘度,其中温度是主要影响因素;随着溶胶质量分数增大和凝胶交联密度减小,丁基再生橡胶的门尼粘度和物理性能降低;将同向双螺杆挤出机制备的40份丁基再生橡胶(门尼粘度为114)用于IIR内胎胶料中,胶料气密性提高,物理性能满足国家标准要求。

关键词：双螺杆挤出机丁基再生橡胶丁基橡胶脱硫气密性

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连续绿色高效制备再生橡胶技术和新型靶向解交联方法

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中国轮胎资源综合利用 2019年第9期 35-35页

作者：张立群任冬云史金炜王杰陈成杰戈风行姚修祚不详

据统计,2016年全球废轮胎产量超过10亿条,重量4000多万吨,由此带来严重的环境污染和资源浪费。目前,在我国废轮胎主要被用于制备再生橡胶,2017年再生橡胶年产量达470万吨,被称为第三大橡胶原材料。但是,传统再生橡胶制备技术存在着高污... 详细信息

据统计,2016年全球废轮胎产量超过10亿条,重量4000多万吨,由此带来严重的环境污染和资源浪费。目前,在我国废轮胎主要被用于制备再生橡胶,2017年再生橡胶年产量达470万吨,被称为第三大橡胶原材料。但是,传统再生橡胶制备技术存在着高污染、高危险、高能耗等问题,在国家“863”重点项目支持下,北京化工大学团队经过10余年的基础研究,通过废轮胎橡胶粉再生机理的建立、计算机模拟技术、橡胶粉导热性能和软化剂向橡胶粉内的渗透传质性能的明确等,最终自主研发设计制造了多阶螺杆挤出机连续脱硫绿色制备再生橡胶成套技术装备。

关键词：再生橡胶北京化工大学螺杆挤出机软化剂再生机理计算机模拟技术解交联废轮胎

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