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杜仲橡胶-丁苯橡胶复合体系的共硫化及其动静态力学性能

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复合材料学报 2022年第12期39卷 5892-5900页

作者：邓琳僡殷德贤向万坤孙泉丁晓冬赵秀英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 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

将杜仲橡胶(EUG)与丁苯橡胶(SBR)共混,制备了EUG-SBR橡胶复合材料。通过剥离实验和拉伸实验表征其共硫化的情况;通过拉伸实验,SEM、DMA和XRD研究了EUG含量对复合材料动静态性能的影响。结果表明,硫化体系:促进剂N,N-二环己基-2-苯并噻... 详细信息

将杜仲橡胶(EUG)与丁苯橡胶(SBR)共混,制备了EUG-SBR橡胶复合材料。通过剥离实验和拉伸实验表征其共硫化的情况;通过拉伸实验,SEM、DMA和XRD研究了EUG含量对复合材料动静态性能的影响。结果表明,硫化体系:促进剂N,N-二环己基-2-苯并噻唑磺酰胺(DZ)的质量比为1.0%(以EUG-SBR的质量为基准,下同)、促进剂二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)0.1%、硫磺1.5%可以使两种橡胶达到更好的共硫化,剥离强度达到4.2 kN/m,EUG-SBR(EUG∶SBR质量比为70∶30)复合材料的拉伸强度达到6.3 MPa。复合材料中的EUG晶区主要以β晶型存在,随着EUG含量增多,复合材料的结晶度和熔融温度明显提高。EUG相的引入会使复合材料的损耗因子峰值tanδ_(max)下降,同时大幅提高复合材料的储能模量,在10℃时EUG-SBR复合材料的储能模量会从质量比5%EUG时的3.0×10^(6) Pa提高到35%EUG时的1.7×10^(7) Pa。同时晶区的存在起到物理交联点的作用,提升复合材料的拉伸强度和定伸应力。

关键词：杜仲橡胶丁苯橡胶共硫化阻尼模量晶体渝渗

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天然橡胶-氢化丁腈橡胶的共硫化及性能研究

材料科学与工艺 2023年

作者：郝振源桑言祥吴友平北京化工大学材料科学与工程学院北京化工大学北京市先进弹性体工程技术研究中心

天然橡胶（NR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）因不饱和度和极性的差异，存在硫化速度不匹配、填料分散等问题，难以实现两胶的并用。本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶，再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料，解决了NR和HNBR... 详细信息

天然橡胶（NR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）因不饱和度和极性的差异，存在硫化速度不匹配、填料分散等问题，难以实现两胶的并用。本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶，再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料，解决了NR和HNBR共硫化的问题。研究了NR/HNBR的相态结构和填料在NR和HNBR两相的分散状态，结合相态结构和填料分散分析了NR/HNBR并用比对复合材料硫化特性、动静态力学性能、耐磨性和压缩温升的影响。结果表明：并用HNBR的复合材料混炼胶的门尼黏度增大，焦烧时间和正硫化时间缩短；随着HNBR含量增加，HNBR相的尺寸增大，硫化胶的硬度和定伸应力增加，拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和拉断永久变形减小，耐磨性和抗湿滑性提高，压缩疲劳温升增大。

关键词：天然橡胶氢化丁腈橡胶共硫化填料分散物理性能动态性能耐磨性

辐照交联技术与天然橡胶/三元乙丙橡胶共混胶的共硫化

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合成橡胶工业 2023年第3期46卷 210-214页

作者：程安仁陆永俊矫阳郭月莹北京市科学技术研究院北京市射线应用研究中心有限公司/辐射新材料北京市重点实验室北京100015 兴原认证中心有限公司北京100085

制备了具有不同共混比的天然橡胶(NR)/三元乙丙橡胶(EPDM)共混胶,对NR/EPDM热硫化胶进行应力-应变测试,筛选出热硫化过程中共硫化问题最严重的共混胶,采用辐照交联技术对其进行不同辐射吸收剂量的辐射处理,优选出最佳辐射吸收剂量;在最... 详细信息

制备了具有不同共混比的天然橡胶(NR)/三元乙丙橡胶(EPDM)共混胶,对NR/EPDM热硫化胶进行应力-应变测试,筛选出热硫化过程中共硫化问题最严重的共混胶,采用辐照交联技术对其进行不同辐射吸收剂量的辐射处理,优选出最佳辐射吸收剂量;在最佳辐射吸收剂量下将不同共混比的NR/EPDM热硫化胶进行辐射处理,并对辐射处理前后共混胶的性能进行对比分析。结果表明,当NR和EPDM的质量比为40/60时NR/EPDM热硫化胶的综合力学性能最差;当辐射吸收剂量为100 kGy时,NR/EPDM共混胶的综合性能最佳,经辐射处理后不同共混比NR/EPDM共混胶的100%定伸应力均得到提高且提升幅度无显著差别;不同共混比NR/EPDM的共混胶经辐射处理后的拉伸强度和扯断伸长率曲线均由辐射处理前的类“U形”变为近似直线;辐射处理后NR/EPDM共混胶的扯断伸长率均下降,EPDM相的扯断伸长率下降幅度比NR相大。

关键词：天然橡胶三元乙丙橡胶共混胶共硫化热硫化辐射交联力学性能

杜仲橡胶/丁苯橡胶的共硫化及复合材料的结构、性能和应用研究

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杜仲橡胶/丁苯橡胶的共硫化及复合材料的结构、性能和应用研究

作者：邓琳僡北京化工大学

学位级别：硕士

吸声阻尼材料在舰船和水下航行器声学隐身等方面起着关键的作用。随着深海探测和作业的需求增加,在高静水压下仍能保持良好的吸声性能成为水声吸声材料的研究重点。丁苯橡胶(SBR)是一种通用合成橡胶,其分子链中含有苯环侧基,在分子链段... 详细信息

吸声阻尼材料在舰船和水下航行器声学隐身等方面起着关键的作用。随着深海探测和作业的需求增加,在高静水压下仍能保持良好的吸声性能成为水声吸声材料的研究重点。丁苯橡胶(SBR)是一种通用合成橡胶,其分子链中含有苯环侧基,在分子链段运动时空间位阻会影响分子内旋转和摩擦运动,常压下表现出良好的阻尼吸声性能,常被用做水下吸声材料。高静水压下,由于模量失配等问题,SBR的阻尼吸声能力大幅度下降。杜仲橡胶(EUG)作为一种天然高分子材料,杨氏模量高,与SBR并用可以获得不同模量的复合材料。本论文研究了EUG与SBR的共硫化,共混制备了不同并用比的EUG与SBR橡胶复合材料,研究了复合材料的微观结构与动静态力学性能及其关系,获得了具有不同储能模量的EUG/SBR材料,并探究了其吸声应用性能。主要研究结果如下:本论文的第一部分(第三章)研究了EUG与SBR的共硫化和加工工艺。通过分析不同配方EUG与SBR并用橡胶复合材料的硫化特性、物理机械性能、剥离强度和动态力学性能等,发现采用硫化体系——促进剂DZ 1.0份、促进剂TMTD 0.1份、硫磺1.5份时,EUG和SBR的共硫化效果较好,两种橡胶的剥离强度为4.2 k N/m,复合材料的拉伸强度为6.3MPa,这可以归因于EUG和SBR之间形成了更多的硫磺交联键。表征了四种加工工艺制备复合材料的物理机械性能、动态力学性能、微观相态及结晶性能等,研究结果发现,采用密炼机混炼时,随着剪切时间增加,EUG粘度降低,所制备复合材料中EUG晶区变小。调控混炼参数后,获得了EUG/SBR橡胶复合材料用密炼机和开炼机混炼优选工艺。本论文的第二部分(第四章)制备了不同配比的EUG与SBR并用橡胶复合材料,系统分析了复合材料的微观相态、结晶性能、动态力学性能和物理机械性能。结果表明:复合材料中EUG分布均匀且均为海岛结构。随着EUG的增多,复合材料的玻璃化转变温度(T)从-45.7℃降低到-48.3℃,表明两者的相容性良好。在-20～40℃范围内,复合材料的储能模量明显提高。10℃时,其储能模量会从3.0×10Pa提高到1.7×10Pa,这是由于EUG的加入限制了橡胶大分子的变形能力,实现了复合材料储能模量的跨量级调控。当EUG含量少于20份时,橡胶复合材料的拉伸强度增加缓慢。当EUG的含量达到20份及以上时,复合材料的拉伸强度和定伸应力开始急剧提高,当EUG含量达到40份时复合材料的拉伸强度达到了11.0 MPa(相当于纯SBR的5倍),出现了EUG晶区增强SBR的渝渗现象。这种现象为分析EUG复合材料的结构与性能提供了新的思路。本论文的第三部分(第五章)研究了EUG含量对EUG/SBR/CB橡胶纳米复合材料的硫化特性、热性能、结晶性能、动态力学性能、物理机械性能和声学性能的影响。结果表明:EUG在复合材料中以β型晶体的形式存在。在-20～40℃之间,储能模量逐渐递增。10℃时,其储能模量从7.6×10Pa增加到3.6×10Pa,炭黑的加入进一步提高了复合材料的储能模量。拉伸强度从15.2 MPa提升到22.6 MPa,提升了47%。而100%定伸应力由1.0 MPa上升到3.9 MPa,提升将近2倍,炭黑可以和EUG晶体共同提升橡胶纳米复合材料的力学强度。8～15 k Hz频率下,EUG/SBR/CB橡胶纳米复合材料的平均吸声系数在所有的压力点下均高于SBR/CB橡胶纳米材料。0.5 MPa和3.0 MPa下,EUG/SBR/CB=30/70/30的橡胶纳米复合材料的平均吸声系数分别为0.94和0.93,均高于SBR/CB橡胶纳米复合材料的0.85和0.80。同时,SBR/CB橡胶纳米复合材料在不同压力下的平均吸声系数最高为0.96,最低为0.80,波动幅度较大。而EUG/SBR/CB(30/70/30)的橡胶复合材料的在不同压力下的平均吸声系数最高为0.99,最低为0.93,表现出在不同压力下的稳定吸声性能。该结果显示该种材料在高净水压下具有优良的吸声性能。

关键词：杜仲橡胶共硫化储能模量阻尼吸声

三元乙丙橡胶/氯丁橡胶共硫化阻燃橡胶的制备及性能

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高分子材料科学与工程 2018年第3期34卷 36-42页

作者：王超史睿丁政茂郝晓宇中北大学材料科学与工程学院山西太原030051 北方自动控制技术研究所山西太原030006 北京理工大学材料学院北京100081

采用一步模压法制备了三元乙丙橡胶/氯丁橡胶(EPDM/CR)共硫化阻燃橡胶,并用无转子流变仪、动态力学分析仪和扫描电子显微镜研究了EPDM相与CR相的硫化速率、交联密度、分子链运动性和相容性与共混胶力学性能及微观形貌之间的联系。结果表... 详细信息

采用一步模压法制备了三元乙丙橡胶/氯丁橡胶(EPDM/CR)共硫化阻燃橡胶,并用无转子流变仪、动态力学分析仪和扫描电子显微镜研究了EPDM相与CR相的硫化速率、交联密度、分子链运动性和相容性与共混胶力学性能及微观形貌之间的联系。结果表明,通过改变促进剂乙撑硫脲(Na-22)和二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)的含量,均能有效地减小EPDM相与CR相硫化速率和交联密度的差值,改善两相的共硫化性,从而提高两相的相容性。改变相容剂马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)的含量,能够有效地改善EPDM与CR的相容性,但会降低EPDM/CR的硫化速率和交联密度,损害两相的共硫化性。在Na-22、TMTD和EPDM-g-MAH的添加量分别为1.50 phr、2.10 phr和10.00 phr时,EPDM/CR硫化胶的拉伸断面平整,出现了明显的脊柱线,其拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度分别为17.84 MPa,483.75%和28.38 k N/m。

关键词：三元乙丙橡胶氯丁橡胶共硫化相容性阻燃性

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NR／EPDM并用胶共硫化的研究

合成橡胶工业 1994年第3期17卷 157-159页

作者：朱玉俊顾军北京化工学院高分子系北京建筑材料研究所

采用了一种新的工艺方法──热处理－动态硫化法，有效地改善了ＮＲ／ＥＰＤＭ并用胶的共硫化性和力学性能。在硫化体系不变的情况下，可用硫化曲线定性比较并用胶的共硫化程度。通过分析比较认为，粘弹谱仪法是测定并用硫化胶两相交联... 详细信息

采用了一种新的工艺方法──热处理－动态硫化法，有效地改善了ＮＲ／ＥＰＤＭ并用胶的共硫化性和力学性能。在硫化体系不变的情况下，可用硫化曲线定性比较并用胶的共硫化程度。通过分析比较认为，粘弹谱仪法是测定并用硫化胶两相交联程度的简便可大方法。

关键词：天然橡胶乙丙三元胶共硫化

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NBR／EPDM的并用及其共硫化体系

宇航材料工艺 2008年第2期38卷 43-45页

作者：郭建魏伯荣刘生辉西北工业大学理学院高分子研究所空军驻咸阳地区军代表室咸阳712023

研究了NBR/EPDM并用胶的硫化体系中各组份对并用胶性能的影响。结果表明:DCP对并用胶的性能影响最大,TMPTMA对于并用胶的影响主要是通过与DCP的协同作用来体现的,TAIC对于并用胶的影响主要在撕裂强度方面,增加或减少TAIC的用量均对撕裂... 详细信息

研究了NBR/EPDM并用胶的硫化体系中各组份对并用胶性能的影响。结果表明:DCP对并用胶的性能影响最大,TMPTMA对于并用胶的影响主要是通过与DCP的协同作用来体现的,TAIC对于并用胶的影响主要在撕裂强度方面,增加或减少TAIC的用量均对撕裂强度的提高有利。

关键词：丁腈橡胶三元乙丙橡胶共硫化撕裂强度

氯丁橡胶/氯化聚乙烯橡胶共混胶的过氧化二异丙苯共硫化性能

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合成橡胶工业 2015年第5期38卷 399-403页

作者：刘世练苑宾张迪牟晓娟战双双李荣勋青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心山东青岛266042

研究了以过氧化二异丙苯(DCP)作共硫化剂的氯丁橡胶(CR)与氯化聚乙烯橡胶(CM)共混胶的性能,并用橡胶加工分析仪和动态热机械分析仪进行了表征。结果表明,与纯CR和CM相比,CR/CM共混胶的加工性能明显改善,焦烧时间缩短,正硫化时间变长,力... 详细信息

研究了以过氧化二异丙苯(DCP)作共硫化剂的氯丁橡胶(CR)与氯化聚乙烯橡胶(CM)共混胶的性能,并用橡胶加工分析仪和动态热机械分析仪进行了表征。结果表明,与纯CR和CM相比,CR/CM共混胶的加工性能明显改善,焦烧时间缩短,正硫化时间变长,力学性能介于纯CR和纯CM之间。共混胶的储能模量(G')大于纯CR和CM,损耗因子(tanδ)介于两者之间。CR与CM具有一定的相容性。当DCP/Zn O/亚乙基硫脲(质量比)为1.80/4.25/0.35时,CR/CM共混胶的G'更大,tanδ略小,两相的玻璃化转变温度更为靠近,交联程度、相容性、共硫化程度高于三者质量比为0.80/4.25/0.50时的CR/CM共混胶。

关键词：氯丁橡胶氯化聚乙烯橡胶共混胶过氧化二异丙苯共硫化玻璃化转变温度

天然橡胶/三元乙丙橡胶合金弹性体的共硫化及耐热氧老化性能

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合成橡胶工业 2021年第4期44卷 294-299页

作者：王恒钱坤柯玉超方炳虎李方山章于川钱家盛夏茹安徽大学化学化工学院合肥230601 安徽省高性能橡胶材料与制品重点实验室安徽宁国242300 安徽中鼎密封件股份有限公司安徽宁国242300

通过将天然橡胶(NR)的低硫高促延迟硫化体系(硫黄/促进剂CZ/促进剂TRA/促进剂MBT/促进剂ZBPD)与三元乙丙橡胶(EPDM)的快速硫化体系(硫黄/促进剂CZ/促进剂TRA/促进剂TDEC/促进剂TMTD)相配合,基于先各自制备母炼胶再合炼的混炼工艺,成功... 详细信息

通过将天然橡胶(NR)的低硫高促延迟硫化体系(硫黄/促进剂CZ/促进剂TRA/促进剂MBT/促进剂ZBPD)与三元乙丙橡胶(EPDM)的快速硫化体系(硫黄/促进剂CZ/促进剂TRA/促进剂TDEC/促进剂TMTD)相配合,基于先各自制备母炼胶再合炼的混炼工艺,成功实现了NR/EPDM(质量比60/40)合金弹性体的同步共硫化,有效提升了合金弹性体的力学性能和相容性。当NR母炼胶和EPDM母炼胶的正硫化时间分别为3.43 min和4.11 min时,二者共硫化后所得硫化胶的拉伸强度达到15.8 MPa,在100℃经72 h热氧老化后的扯断伸长率保持率从使用半有效硫化体系的44%提高到71%。使用高含量喹啉聚合体的防老剂STMQ可以有效提升NR/EPDM合金弹性体的耐热氧老化性能,在100℃经72 h热氧老化后,NR/EPDM合金弹性体的拉伸强度保持率从72%增加至80%。

关键词：天然橡胶三元乙丙橡胶合金弹性体共硫化相容性耐热氧老化性能