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丁腈橡胶丙烯腈含量对丁腈橡胶/聚氯乙烯发泡材料性能的影响

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橡胶工业 2024年第1期71卷 29-34页

作者：高贺勇郭超高贺昌张建松吴华明华美节能科技集团有限公司河北廊坊065903

研究丁腈橡胶(NBR)丙烯腈含量对NBR/聚氯乙烯(PVC)发泡材料性能的影响。结果表明:在相同促进剂用量下,不同丙烯腈含量NBR/PVC混炼胶的硫化与发泡匹配性和发泡材料的物理性能差别大;通过调节促进剂用量,可改善NBR/PVC混炼胶的硫化与发泡... 详细信息

研究丁腈橡胶(NBR)丙烯腈含量对NBR/聚氯乙烯(PVC)发泡材料性能的影响。结果表明:在相同促进剂用量下,不同丙烯腈含量NBR/PVC混炼胶的硫化与发泡匹配性和发泡材料的物理性能差别大;通过调节促进剂用量,可改善NBR/PVC混炼胶的硫化与发泡匹配性,以制备出表观密度、真空吸水率、热导率小以及压缩回弹性好的发泡材料。

关键词：丙烯腈丁腈橡胶聚氯乙烯发泡材料硫化发泡特性压缩回弹性

液体丁腈橡胶增韧丁腈橡胶/硫酸铜复合材料的制备及再加工性能

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 48-55页

作者：李西飞赵菊兰邵卓妍李秋影华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

在笔者课题组之前的工作中,成功地制备和分析了无水硫酸铜(CuSO_(4))填充丁腈橡胶(NBR)复合材料(NBR/CuSO_(4)),结果表明,CuSO_(4)的加入有效地提高了橡胶的强度,但同时也牺牲了断裂伸长率和可回收性,其实际应用受到了限制。文中使用低... 详细信息

在笔者课题组之前的工作中,成功地制备和分析了无水硫酸铜(CuSO_(4))填充丁腈橡胶(NBR)复合材料(NBR/CuSO_(4)),结果表明,CuSO_(4)的加入有效地提高了橡胶的强度,但同时也牺牲了断裂伸长率和可回收性,其实际应用受到了限制。文中使用低分子量的液体丁腈橡胶(LNBR)增韧NBR/CuSO_(4),并制备了具有高力学性能和优异可回收性的NBR/CuSO_(4)/LNBR复合材料。X射线衍射、硫化曲线、差示扫描量热分析结果表明,LNBR对CuSO_(4)与NBR的配位反应具有抑制作用;扫描电镜结果表明,LNBR降低了NBR/CuSO_(4)的交联密度。当LNBR的含量为4 phr时,断裂伸长率为583.0%、拉伸强度高达34.2 MPa、断裂能为71.58 MJ/m^(3)。此外,LNBR的加入促进了Cu-腈基(—CN)配位键的断裂和重建,从而提高了NBR/CuSO_(4)/LNBR复合材料的回收能力,其中的一种复合材料经二次加工后的回收率保持在93.6%。

关键词：丁腈橡胶液体丁腈橡胶配位交联拉伸强度循环加工

丁腈橡胶非均相加氢催化剂失活原因及再生性能研究

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化工学报 2019年第7期70卷 2528-2539页

作者：阴义轩成婷婷鲍晓军袁珮福州大学石油化工学院福建福州350108 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249

对丁腈橡胶非均相催化加氢制备高附加值氢化丁腈橡胶过程中催化剂失活的原因进行了探究,发现造成催化剂活性下降的原因并不是贵金属纳米颗粒的流失、团聚或中毒,而是催化剂表面的活性位被聚合物覆盖而无法与反应物接触,因此将覆盖在活... 详细信息

对丁腈橡胶非均相催化加氢制备高附加值氢化丁腈橡胶过程中催化剂失活的原因进行了探究,发现造成催化剂活性下降的原因并不是贵金属纳米颗粒的流失、团聚或中毒,而是催化剂表面的活性位被聚合物覆盖而无法与反应物接触,因此将覆盖在活性位上的聚合物进行脱除才是催化剂再生和重复利用的关键。根据相似相容原理选择单溶剂或者混合溶剂对反应后催化剂进行处理,结果表明经过乙酸乙酯、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺以及N-甲基吡咯烷酮这四种有机溶剂处理后,其催化加氢活性可以恢复至新鲜催化剂活性的90%;当用混合溶剂处理后,其催化活性可以提高至新鲜催化剂活性的95%,且循环利用4次其催化活性仍能保持不变。

关键词：聚合物多相反应加氢失活再生溶剂丁腈橡胶

丙烯腈含量对丁腈橡胶玻璃化转变过程中结构与动力学特性影响的分子模拟

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高分子材料科学与工程 2022年第11期38卷 110-117页

作者：程伟孙伟王雯霏王兵赵秀英高洋洋中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023 北京化工大学北京市先进弹性体工程技术研究中心北京100029

文中采用全原子分子动力学模拟方法系统地研究了丙烯腈含量对丁腈橡胶玻璃化转变过程中静态结构与动力学特性的影响。静态结构包括聚合物密度和能量,结果显示,聚合物密度、非键能和扭转能在玻璃化转变过程中起重要作用。动力学特性包括... 详细信息

文中采用全原子分子动力学模拟方法系统地研究了丙烯腈含量对丁腈橡胶玻璃化转变过程中静态结构与动力学特性的影响。静态结构包括聚合物密度和能量,结果显示,聚合物密度、非键能和扭转能在玻璃化转变过程中起重要作用。动力学特性包括主链上原子平动能力、键旋转动力学和动力学异质性。随着丙烯腈含量的增加,主链运动能力逐渐下降。同时,非键能法和扭转能法获得的玻璃化转变温度(T_(g))比密度法获得的T_(g)要高。另外,动力学异质性法获得的T_(g)比键旋转动力学法或原子平动能力法获得的T_(g)要高。随后,根据主链原子均方涨落来区分不动原子和可动原子。并分析了不同温度下体系中最大不动区域尺寸和不动区域数目,进而理解不动区域的逾渗行为。最后通过原子均方涨落直观图进一步观察不动区域的逾渗转变过程。这些结果有助于理解丙烯腈含量对丁腈橡胶玻璃化转变过程中静态结构与动力学特性的影响。

关键词：丁腈橡胶丙烯腈含量温度动静态特性分子动力学模拟

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丁腈橡胶与金属离子配位键结构和性质的研究

丁腈橡胶与金属离子配位键结构和性质的研究

作者：李萧萧青岛科技大学

学位级别：硕士

随着人们对环境的日益重视,研究者越来越注重材料的回收和修复。金属配位键作为一种可调节的可逆非共价相互作用,逐渐引起人们的关注。目前,在高分子领域关于配位修复的研究很多,但对橡胶中金属配位键的理论研究较少。本文采用机械共混... 详细信息

随着人们对环境的日益重视,研究者越来越注重材料的回收和修复。金属配位键作为一种可调节的可逆非共价相互作用,逐渐引起人们的关注。目前,在高分子领域关于配位修复的研究很多,但对橡胶中金属配位键的理论研究较少。本文采用机械共混的方法制备了配位丁腈橡胶复合材料,使用X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合材料进行表征,并通过Arrhenius方程和键价-键长理论计算配位键的成键能力和键能,从而结合力学性能和分子轨道理论,分析配位键对材料自修复的影响。具体内容如下:1.通过观察配位反应曲线的变化明确反应起始温度为100℃。XPS N1s谱图表明不同温度下形成的金属配位键是不同的,且定量分析发现直线形配位键【Cu-N】以三配位为主,弯曲形配位键【Cu-N】中铜离子以离子簇的形式配位,且存在未配位的铜离子。XNBR/Zn Cl-15样品在400.5 e V和401.5 e V与XNBR/Cu Cl-15在401.2 e V和402.6 e V处的结合能峰分别对应参与直线形和弯曲形配位的N原子,说明Cu对N上孤对电子的束缚能力强于Zn。XNBR/Cu Cl-10的Cu LM2谱图表明190℃铜离子核外电子发生离核,氧化态升高到3。同理,XNBR/Zn Cl-15的Zn LM2和2p谱图表明190℃Zn核外单电子排布增多,且【Zn-N】和【Zn-N】均以单配位为主。由于核外电子排布不同,形成配位键时轨道杂化形式也不同。100℃下,Cu的4s和4p轨道杂化,形成“外轨型配位化合物”,其成键能力弱,强度低。190℃下,Cu的3d、4s和4p轨道杂化,形成“内轨型配位化合物”,其成键能力较强,强度高。2.红外光谱显示190℃的样品在1654 cm处出现C=N基团的伸缩振动吸收峰,而2237 cm处C≡N吸收峰的强度降低,说明部分C≡N在高温下转变为C=N。中心离子和配体均发生变化,是配位键由直线形转变为弯曲形的主要原因。同时,1699 cm处C=C吸收峰强度的降低表明金属离子的加入可以有效促进C=C的断裂。应用Arrhenius方程和键价-键长理论对配位反应的表观活化能以及配位键的键能和强度进行计算,结果表明直线形配位键的表观活化能、键能和强度普遍低于弯曲形,且表观活化能会受到配位键的种类、配位数和含量的影响。比较键能和强度发现,【Zn-N】的键能和强度高于【Cu-3N】和【Cu-2N】,所以优先形成【Cu-3N】和【Cu-2N】。【Zn-N】的键能和强度低于【Cu-N】,所以【Zn-N】的形成比【Cu-N】容易。3.从应力-应变曲线发现,在铜离子含量相同的条件下,XNBR/Cu Cl-n-100℃的拉伸强度略高于XNBR/Cu Cl-n-190℃,且断裂伸长率远高于XNBR/Cu Cl-n-190℃,这是因为【Cu-N】的可逆性比【Cu-N】强。比较配位键的修复性发现,【Zn-N】和【Cu-N】拉伸强度的修复高于断裂伸长率,说明少量弯曲型配位键的形成可以提高材料强度,但因其可逆性低,所以材料的修复主要依靠分子链的自由移动。直线形配位键因其强度较低,所以断裂伸长率的修复明显高于拉伸强度,此时自修复主要依靠可逆配位键的重新形成。当对材料断裂面进行淬灭处理后,材料的修复力明显降低。

关键词：金属配位键丁腈橡胶反应表观活化能键能自修复

中空玻璃微球/丁腈橡胶-聚氯乙烯复合材料的隔声性能研究

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功能材料 2022年第3期53卷 3199-3205页

作者：赵学雷蔡俊秦铭常崇轩霍志保上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 上海交通大学环境科学与工程学院上海200240

以丁腈橡胶(NBR)和聚氯乙烯(PVC)为基体材料,中空玻璃微球(HGM)为填料,通过熔融共混法制备了HGM/NBR-PVC复合材料。采用SEM和万能材料试验机对HGM/NBR-PVC的结构形态和力学性能进行测试;利用四通道阻抗管系统对隔声性能进行测试,并进一... 详细信息

以丁腈橡胶(NBR)和聚氯乙烯(PVC)为基体材料,中空玻璃微球(HGM)为填料,通过熔融共混法制备了HGM/NBR-PVC复合材料。采用SEM和万能材料试验机对HGM/NBR-PVC的结构形态和力学性能进行测试;利用四通道阻抗管系统对隔声性能进行测试,并进一步分析了材料的隔声机理。研究结果表明,HGM的添加能有效提高NBR-PVC复合材料的隔声性能,其添加量和粒径均对复合材料的隔声性能有显著性影响。材料的隔声性能和弹性模量随着HGM含量的增加而提升,添加量为40 g时隔声效果最好;而材料的隔声性能和弹性模量随着HGM粒径的增大均逐渐降低。当HGM添加量为40 g,粒径小于40μm时,复合材料的隔声性能最佳,平均隔声量达31.6 dB。

关键词：中空玻璃微球丁腈橡胶聚氯乙烯隔声性能粒径

丁腈橡胶/杜仲橡胶阻尼复合材料的制备及结构性能研究

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丁腈橡胶/杜仲橡胶阻尼复合材料的制备及结构性能研究

作者：徐龙宇青岛大学

学位级别：硕士

阻尼材料是一种能吸收振动机械能、声能等的高性能材料,应用广泛。社会的进步和科技的飞速发展对阻尼材料的性能要求越来越苛刻。理想的阻尼材料应该具备在使用环境温度下具有高的阻尼系数,同时要具有宽的阻尼温度范围,以适应使用温度... 详细信息

阻尼材料是一种能吸收振动机械能、声能等的高性能材料,应用广泛。社会的进步和科技的飞速发展对阻尼材料的性能要求越来越苛刻。理想的阻尼材料应该具备在使用环境温度下具有高的阻尼系数,同时要具有宽的阻尼温度范围,以适应使用温度的变化。丁腈橡胶(NBR)是常用的阻尼橡胶之一,但其在环境温度下阻尼性能仍然不够理想。杜仲橡胶(EUG)是一种生物基橡胶,具有橡塑二重性,其阻尼性能受玻璃化转变和结晶熔融转变机制的双重控制。本文通过NBR与EUG共混复合,实现优势互补,研制一种新型的阻尼材料。本文重点进行了NBR/EUG的比例、加工外场、硫化条件、碳纳米管石墨烯等对复合材料的亚微观结构、硫化特性、力学性能、结晶性能、阻尼性能等的影响研究,并从复合材料结构与性能的关系角度,分析了其影响和变化机理。论文的主要工作成果如下:(1)研究了EUG含量及加工外场对NBR/EUG复合材料亚微观结构及各项性能的影响规律。NBR/EUG复合材料中,EUG以纳米微晶的形式均匀分散在NBR中,形成了NBR/EUG纳米复合材料。EUG纳米晶通过与NBR的物理作用和表面交联作用,不但提高了复合材料的力学性能,而且提高了复合材料的整体阻尼强度,拓宽了阻尼温域。与硫化前相比,硫化后复合材料中的EUG熔融温度和熔融峰面积均显著降低。停放及返炼等加工外场作用,可以进一步提高NBR/EUG复合材料的中EUG的分散性,增加了两相界面厚度和总界面面积,使阻尼温域向高温方向移动,更加接近环境温度。(2)研究了硫化条件对NBR/EUG复合材料各项性能的影响规律。研究发现,硫化温度的升高,硫化时间的增加和硫化压力的增加都会使复合材料中的交联密度增加,使复合材料的拉伸强度呈先增大再减小的趋势,300%定伸应力呈增大的趋势,硬度先增大后趋于稳定,断裂伸长率和撕裂强度呈减小的趋势。随着硫化温度的降低,复合材料中EUG结晶熔融峰面积增大;同时峰值有向高温移动的趋势。NBR的玻璃化转变峰,随着硫化温度的降低,该峰有向低温方向移动的趋势,但变化不大。对于复合材料的阻尼性能,可以发现,随硫化温度降低和硫化时间的减少NBR玻璃化转变峰峰值增加,并使得NBR玻璃化转变峰向高温方向移动。硫化温度的降低使复合材料中EUG熔融转变峰峰值增大,同时曲线的覆盖面向高温方向移动,从而可以得知降低硫化温度和减少硫化时间可进一步提高复合材料的阻尼效果,同时拓宽了复合材料的阻尼温域。硫化压力对复合材料的阻尼性能影响不大。(3)研究了碳纳米管和石墨烯对NBR/EUG复合材料亚微观结构及各项性能的影响规律。碳纳米管和石墨烯均匀分散在复合材料基体中。随着碳纳米管和石墨烯份数的增加,MH、ML、MH-ML升高,焦烧时间和正硫化时间缩短。当只加入碳纳米管或只加入石墨烯时,NBR/EUG复合材料的拉伸强度和断裂伸长率逐渐减小。当同时加入碳纳米管和石墨烯时,随碳纳米管和石墨烯份数的增加,使NBR/EUG复合材料的断裂伸长率逐渐降低,拉伸强度变化不大,300%定伸应力、硬度和撕裂强度逐渐增大;分析认为,碳纳米管和石墨烯形成了“片-管-片”微观纳米结构,促进了两者的分散性,提高了力学性能。随着碳纳米管和石墨烯用量的增加,EUG的熔融峰峰面积增大,峰值有向高温移动的趋势,NBR的玻璃化转变峰有向低温方向移动的趋势。仅加入碳纳米管或者同时加入碳纳米管和石墨烯时,NBR的tanδ的峰值有所下降,而在0℃以上复合材料的损耗因子值随碳纳米管含量的增加而增大,而仅加入石墨烯时对复合材料的损耗因子值影响不大。随着石墨烯和碳纳米管用量的增加,复合材料的导电和导热性能均显著提高,其中导电性能提高幅度更大。

关键词：丁腈橡胶杜仲橡胶复合材料结晶阻尼性能

BDNPF/A含能增塑剂迁移对丁腈橡胶类绝热层性能的影响

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固体火箭技术 2023年第2期46卷 279-286页

作者：沈肖胤李京修时志权姜洪伟陈建发张秀艳上海航天动力技术研究所上海201100

为探索含能增塑剂2,2-二硝基丙醇缩甲醛/2,2-二硝基丙醇缩乙醛(BDNPF/A)迁移对丁腈橡胶基体绝热层性能的影响,采用浸渍法模拟BDNPF/A在丁腈橡胶基体绝热层内的迁移,获得了与自然条件下贮存12 a试验件内同配方绝热层BDNPF/A迁移含量基本... 详细信息

为探索含能增塑剂2,2-二硝基丙醇缩甲醛/2,2-二硝基丙醇缩乙醛(BDNPF/A)迁移对丁腈橡胶基体绝热层性能的影响,采用浸渍法模拟BDNPF/A在丁腈橡胶基体绝热层内的迁移,获得了与自然条件下贮存12 a试验件内同配方绝热层BDNPF/A迁移含量基本一致的模拟试验件,并开展了热分解性能、抗烧蚀性能以及300℃恒温预处理后力学性能等测试。结果表明,浸渍30 d后,模拟试验件内BDNPF/A的重量占比达26.01%;与自然贮存12 a试验件绝热层内BDNPF/A含量相近;BDNPF/A迁移至丁腈橡胶基体绝热层后,导致丁腈橡胶基体绝热层提前分解,热防护作用下降,耐烧蚀性能明显降低且300℃恒温处理后绝热层抗拉强度降低98%以上,基本失去力学性能;同时,采用三元乙丙橡胶基体绝热层作为对比,在相同条件下开展BDNPF/A迁移实验,结果显示,BDNPF/A在三元乙丙橡胶基体绝热层内不发生迁移;分析认为,由于BDNPF/A和丁腈橡胶基体绝热层都属于极性材料,两者互溶导致迁移的产生,BDNPF/A分解产生大量的热和酸性气体,导致丁腈橡胶基体绝热层性能下降;在固体发动机设计时,应考虑增塑剂与绝热层的极性,选择不同极性的增塑剂与绝热层或在推进剂与绝热层之间增加极性不同的衬层阻挡,阻止迁移现象的发生。

关键词： BDNDF/A 增塑剂丁腈橡胶绝热层迁移烧蚀

丁腈橡胶/硫酸铁配位交联复合材料的制备与表征

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华东理工大学学报（自然科学版） 2018年第3期44卷 331-339页

作者：尚鹏邵成立毛亚鹏李秋影吴驰飞华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

采用溶液球磨法制备了丁腈橡胶(NBR)/硫酸铁(Fe_2(SO_4)_3)复合材料,Fe_2(SO_4)_3颗粒的平均粒径由10.23μm降低到1.13μm,粒径大小分布变窄。电子顺磁共振谱(ESR)以及X射线光电子能谱分析(XPS)证明了丁腈橡胶中的—CN与Fe_2(SO_4)_3中... 详细信息

采用溶液球磨法制备了丁腈橡胶(NBR)/硫酸铁(Fe_2(SO_4)_3)复合材料,Fe_2(SO_4)_3颗粒的平均粒径由10.23μm降低到1.13μm,粒径大小分布变窄。电子顺磁共振谱(ESR)以及X射线光电子能谱分析(XPS)证明了丁腈橡胶中的—CN与Fe_2(SO_4)_3中的Fe3+发生了配位反应。随着Fe_2(SO_4)_3添加量的增加,复合材料的玻璃化转变温度(Tg)与交联密度逐渐增加。当Fe_2(SO_4)_3添加量为15phr(每100份基体中的填料份数)时,NBR/Fe_2(SO_4)_3复合材料综合力学性能最好,复合材料的拉伸强度比纯NBR的拉伸强度提高了约12.8倍。采用溶液球磨法制备出的NBR/Fe_2(SO_4)_3复合材料的交联密度、拉伸强度、硬度、回弹性、伸张疲劳系数以及耐老化性能均高于干法制备的NBR/Fe_2(SO_4)_3复合材料的相应值。

关键词：丁腈橡胶硫酸铁复合材料配位球磨