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三维石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料的制备及其性能

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材料工程 2022年第1期50卷 117-124页

作者：王牧曾夏茂苗霞魏浩光周仕明冯岸超中石化石油工程技术研究院固井所北京100101 中石化西南石油工程有限公司固井分公司成都610000 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

通过三步法及真空辅助浸渍的方法制备了石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料,该复合材料质轻并且内部的多孔石墨烯-吡咯气凝胶具有较为均一的三维结构,在与环氧树脂复合之后,这种三维结构也能很好地保留。石墨烯的三维网络为电子传导提... 详细信息

通过三步法及真空辅助浸渍的方法制备了石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料,该复合材料质轻并且内部的多孔石墨烯-吡咯气凝胶具有较为均一的三维结构,在与环氧树脂复合之后,这种三维结构也能很好地保留。石墨烯的三维网络为电子传导提供了快速通道,使材料的导电性能显著提高,仅有0.23%(质量分数)填料含量的石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电导率可以达到67.1 S/m。石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电磁屏蔽性能在8~12 GHz可以达到33 dB,更重要的是石墨烯-吡咯气凝胶骨架还起到了增强环氧树脂基体力学性能的作用,弯曲强度和弯曲模量与环氧树脂基体相比分别提高了60.93%和25.98%(10G-5%P,180℃),石墨烯-吡咯气凝胶的三维结构可以有效地改善材料整体的电磁屏蔽性能以及力学性能。

关键词：石墨烯气凝胶环氧树脂电磁屏蔽性能结构与性能关系

液体橡胶对丁基橡胶复合材料力学性能和气密性能的影响

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弹性体 2024年第2期34卷 1-6页

作者：杨长浩温世鹏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

研究了不同类型液体橡胶(LR),包括两种液体三元乙丙橡胶(LEPDM),相对分子质量(M_(r))为30000或50000,两种液体聚异丁烯(LPIB),M_(r)为680或2400以及液体丁腈橡胶(LNBR),M_(r)为5000对丁基橡胶(IIR)/LR复合材料力学性能、自由体积和气密... 详细信息

研究了不同类型液体橡胶(LR),包括两种液体三元乙丙橡胶(LEPDM),相对分子质量(M_(r))为30000或50000,两种液体聚异丁烯(LPIB),M_(r)为680或2400以及液体丁腈橡胶(LNBR),M_(r)为5000对丁基橡胶(IIR)/LR复合材料力学性能、自由体积和气密性能的影响规律。结果表明,LR使复合材料交联密度降低,断裂伸长率和拉伸强度显著提高,IIR/LNBR 5000较IIR在拉伸及撕裂强度上分别提高了74.7%和29.4%。正电子湮灭测试表明,除LPIB 2400外,其他几种LR均会造成复合材料自由体积分数的升高。气密性能结果表明,分子链运动能力是决定IIR/LR复合材料氮气渗透系数的关键因素,IIR/LPIB 2400和IIR/LNBR 5000两组的氮气渗透系数较IIR分别降低了13.0%和14.3%。

关键词：液体橡胶丁基橡胶力学性能自由体积气密性能

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生物基弹性体的研究进展

橡胶工业 2023年第9期70卷 675-685页

作者：王润国孙超英安晓鹏吉海军张继川王朝张立群北京化工大学先进弹性体材料研究中心北京100029

石油基合成弹性体发展迅速但存在不可持续的问题,且日益受到节能减排的压力;天然橡胶受环境和气候影响较大,产量有限,我国天然橡胶自给不足,严重依赖进口。面对上述挑战,以太阳能为源头,开发不依赖于化石资源的新一代生物基弹性体是解... 详细信息

石油基合成弹性体发展迅速但存在不可持续的问题,且日益受到节能减排的压力;天然橡胶受环境和气候影响较大,产量有限,我国天然橡胶自给不足,严重依赖进口。面对上述挑战,以太阳能为源头,开发不依赖于化石资源的新一代生物基弹性体是解决橡胶资源短缺的有效手段,也是保障全球橡胶资源安全、长久、稳定供应的必由之路。本文综述两类生物基弹性体的最新研究进展。目前主要有两种思路制备生物基弹性体,一种是利用生物基单体(如乙烯、异戊二烯、衣康酸)通过传统的合成工艺制备生物基异戊橡胶、生物基三元乙丙橡胶、生物基衣康酸酯弹性体等生物基合成弹性体,其性能可与传统非生物基工程弹性体相媲美,有望直接替代现有工程弹性体;另一种是提取植物体自然生成的弹性体如天然橡胶、杜仲胶、蒲公英橡胶等。在双碳战略背景下,随着微生物发酵技术和基因工程技术的迅速发展,生物基弹性体的成本会逐渐接近传统橡胶,其具有广阔的发展前景。

关键词：生物基弹性体生物基单体生物基衣康酸酯弹性体天然弹性体

氧化石墨烯对绿色轮胎胎面胶用复合材料结构与性能的影响

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橡胶工业 2021年第11期68卷 827-831页

作者：张瑞郑龙许宗超刘力温世鹏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

研究氧化石墨烯(GO)对绿色轮胎胎面胶用复合材料[GO/天然橡胶(NR)/溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料]微观结构及动静态性能的影响。结果表明:添加适量GO有利于白炭黑在橡胶基体中的分散;随着GO用量的增大,GO/NR/SSBR复合材料的定伸应力、拉... 详细信息

研究氧化石墨烯(GO)对绿色轮胎胎面胶用复合材料[GO/天然橡胶(NR)/溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料]微观结构及动静态性能的影响。结果表明:添加适量GO有利于白炭黑在橡胶基体中的分散;随着GO用量的增大,GO/NR/SSBR复合材料的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度逐渐增大,当GO用量为4份时GO/NR/SSBR复合材料的物理性能最佳,当GO用量为2份时GO/NR/SSBR复合材料的动态力学性能最佳。

关键词：氧化石墨烯天然橡胶溶聚丁苯橡胶绿色轮胎胎面胶物理性能动态力学性能耐磨性能

D-酪氨酸与多黏菌素B修饰高分子涂层的构建及其抗细菌生物被膜功能研究

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高分子学报 2024年第1期55卷 13-26页

作者：殷光明赵娜娜丁小康徐福建北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

聚氯乙烯(PVC)医用导管在使用过程中容易形成细菌生物被膜并引发细菌感染,严重威胁患者生命健康.本研究采用酸敏感动态共价键将具有促进细菌生物被膜解散功能的D-酪氨酸、具有杀菌功能的多黏菌素B,以及具有良好生物相容性的醛化葡聚糖... 详细信息

聚氯乙烯(PVC)医用导管在使用过程中容易形成细菌生物被膜并引发细菌感染,严重威胁患者生命健康.本研究采用酸敏感动态共价键将具有促进细菌生物被膜解散功能的D-酪氨酸、具有杀菌功能的多黏菌素B,以及具有良好生物相容性的醛化葡聚糖修饰到医用导管常用的PVC材料表面,并研究其抗细菌生物被膜形成的功能.研究表明,修饰D-酪氨酸的高分子涂层能够有效抑制PVC表面细菌生物被膜的形成,结晶紫染色的结果表明具有多层交联高分子涂层修饰的PVC表面可以显著降低细菌生物被膜的生成(n=3,***p体周围细菌感染引发的组织炎症,为构建抗细菌生物被膜医用导管提供了一种新的策略.

关键词：细菌生物被膜 D-酪氨酸高分子涂层抗菌导管

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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茶多酚改性炭黑制备与应用

材料科学与工程学报 2023年第3期41卷 379-384页

作者：曹劲楠吴晓辉安鲁高加鸣富有斌叶欣王宏张立群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 青岛黑猫炭黑科技有限责任公司山东青岛266000

本研究以茶多酚为炭黑的改性剂,制备了茶多酚改性炭黑。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、热量分析仪(TG)、BET比表面积测试(BET)等表征手段揭示了茶多酚与炭黑相互作用机理,并阐述了茶多酚改性炭黑对天然橡胶复合... 详细信息

本研究以茶多酚为炭黑的改性剂,制备了茶多酚改性炭黑。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、热量分析仪(TG)、BET比表面积测试(BET)等表征手段揭示了茶多酚与炭黑相互作用机理,并阐述了茶多酚改性炭黑对天然橡胶复合材料的硫化特性、动静态力学特性、损耗因子、疲劳温升等综合性能的影响规律。研究表明,茶多酚与炭黑之间具有很强的界面吸附,能够防止炭黑聚集,促进炭黑分散,降低橡胶复合材料的损耗因子和疲劳温升,提高抗湿滑性能。

关键词：茶多酚炭黑橡胶网络结构滚动阻力

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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 2024年第2期32卷 20-28页

作者：郝振源桑言祥吴友平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 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

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... 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,硫化胶的硬度及100%和300%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

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脲醛树脂包覆双环戊二烯微胶囊的制备

北京化工大学学报（自然科学版） 2014年第4期41卷 61-65页

作者：赵民刘小辰刘力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

以双环戊二烯为芯材,脲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备了脲醛树脂微胶囊。通过扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析(TGA)、光学显微镜(OM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等对微胶囊进行了测试和表征。结果表明,所制备的微胶囊平均粒径为150... 详细信息

以双环戊二烯为芯材,脲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备了脲醛树脂微胶囊。通过扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析(TGA)、光学显微镜(OM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等对微胶囊进行了测试和表征。结果表明,所制备的微胶囊平均粒径为150μm,脲醛树脂囊壁的厚度为10μm,微胶囊分解温度为150℃,囊芯质量分数可达65%左右,且囊壁有良好的密封性。

关键词：微胶囊脲醛树脂双环戊二烯