海外橡胶期刊摘要精选

《塑料、橡胶和复合材料》2014, Vol. 43 No.5～No.10 Plаstiсs, Rиbbеr апd Cоmроsitеs

含纳米石墨补强填料的氯化丁基橡胶纳米复合材料的物理-力学性能和动态力学性能

制备了纳米石墨补强的氯化丁基橡胶纳米复合材料（CIIR）。用扫描电子显微镜研究分析了纳米石墨在CIIR基质中的分散。研究了增大纳米石墨用量（2份、4份、6份和8份）对复合材料力学性能[如拉伸强度、强度、拉断伸长率和模量（100%、200%和300%）]的影响。研究结果表明∶随着纳米石墨用量的增大,复合材料拉伸强度、硬度和定伸应力增大,而拉断伸长率下降,这可归因于CIIR-纳米石墨间良好的相互作用。结合橡胶测试也证实了上述解释。结合橡胶含量随纳米石墨用量的增大而增大。利用动态力学分析研究了在频率1 Hz和1%应变下松弛行为与温度（-100 ℃～100 ℃）的依赖性。在所有复合材料中,提高纳米石墨用量对玻璃化转变温度（Tg值在-10 ℃～10 ℃范围内）的影响都很小,这可根据填料附近聚合物链的松弛动力学性能来解释。报道了纳米石墨用量和温度变化对动态力学性能（如损耗角正切、贮能模量和损耗模量）的影响。不同时间长度（15 min、30 min、45 min和60 min）下溶剂（氯仿、苯和三氯乙烯）对复合材料溶胀性能的影响表明∶溶胀程度随时间的延长而增大,随纳米石墨用量的增大而减小。

利用溶剂迁移性评测天然橡胶/纳米碳酸钙纳米复合材料的微结构

在用纳米粒子补强橡胶胶料时,理解微结构与性能间的相互关系是一个较难的课题。橡胶是一种多组分体系（含橡胶、硫化胶、促进剂、补强剂等）,具有特殊特性。通过对影响橡胶/纳米粒子复合材料性能的参数进行分析则更为复杂。通过迁移试验得到的结果去了解纳米填料的补强能力是一种很好的方法。用迁移性能（如扩散、吸附及渗透系数、溶胀比、焓、熵和活化能）表征了纳米CaCO3在天然橡胶（NR）中的补强能力。在每百份NR中,纳米CaCO3的含量由0份变化到20份。利用NR和纳米填充复合材料的平衡质量溶胀,详细地研究了甲苯的迁移过程。研究了纳米填料用量和温度对甲苯在纳米CaCO3填充NR硫化胶中迁移性的影响。利用扫描电子显微镜分析了纳米复合材料的微结构。研究表明∶体系的扩散率数据取决于温度和纳米复合材料的微结构。一般而言,纳米CaCO3的用量在迁移过程中起着重要作用。

含炭黑丁苯橡胶在疲劳负载条件下的破坏分析

研究了在充分松弛的负载条件下,炭黑填充丁苯橡胶（CB-SBR）的疲劳裂纹增长。更确切地说是测试裂纹增长的情况。为此,利用原创“微切”方法来观察扫描电子显微镜（SEM）下有关疲劳裂纹增长的现象。结果表明∶裂纹末端沿产生的撕裂线纹而增长。它解释了结晶橡胶和非结晶橡胶在裂纹扩展期间疲劳响应的差异。因此,与结晶弹性体（如NR）不同,SBR的微结构在裂纹末端和主体材料中是一样,其裂纹末端不阻止扩展。另外,断裂表面的形态仅取决于裂纹扩展期间疲劳裂纹遇到的粒子。

EVA/TPU共混体的电子束交联

将不同共混比的乙烯乙酸乙烯酯（EVA）共混物和热塑性聚氨酯（TPU）在密炼机中熔融共混。然后让共混体经受50 kGy、100 kGy、150 kGy、200 kGy和250 kGy不同剂量的电子束（EB）辐照。利用FTIR（傅里叶转换红外微量分析）光谱和动态力学热分析（DMTA）研究共混体的交联和共混比对其化学结构及固体黏弹性能的影响。FTIR谱图显示,在熔融共混过程中,链间产生交联,而且在固态辐照期间还产生了辐射交联。所有共混比下都观察到共混体只有一个阻尼峰,说明共混体相容。结果表明∶受EB辐照时链间交联键稳定。通过应力-应变曲线研究了共混体的力学性能。模量随辐照剂量增大呈现出单调增大的趋势,但拉伸强度和拉断伸长率则随辐照剂量的增大一开始增大,而后下降。这是由于应变诱导结晶和交联程度是两个竞争性因素。

添加超细丙烯酸酯橡胶粉末改性氯丁橡胶

研究了超细预硫化丙烯酸酯橡胶粉末（ACMP）对氯丁橡胶（CR）性能的影响。将不同用量ACMP加人CR中,研究了含ACMP填料的CR的性能。由于ACMP具有高热塑性性质,因此随着ACMP用量的增大,加工性更好。尽管ACMP对硫化速率和硫化程度有不利影响,但硫化胶的模量和硬度随ACMP用量的增大而持续提高。随着ACMP用量增大到20份,拉伸强度也改善。尽管如此,随着ACMP用量增大,硫化胶弹性和耐磨性下降。这主要归因于稀释效应和交联密度减小的共同作用。由于ACMP完全饱和而且极性大,将其加人CR中可提高硫化胶的耐老化性和耐油性。

斜交织物增强复合材料各向异性超弹性的新本构模型

介绍了超弹性基质与斜交织物复合材料的改进本构模型,该模型基于实用的方法和连续力学理论,用于有限元分析。通过一系列织物经线和纬线方向的单轴试验和复合材料织物样品的剪切试验,建立了广义应变能函数。由尼龙斜交织物增强氯丁橡胶复合材料（体积分数∶氯丁橡胶为0.74,尼龙为0.26）验证了所提出的材料表征方法。由单轴和纯剪切能密度依据相应的应变不变量的最小二乘方的最小值得到各向异性超弹性模型的材料参数。使用文中提出的材料模型可以发现,复合材料单轴试验和凸出试验数值模拟结果与实验室试验所得结果非常一致。

热解炭黑：控制橡胶性能的因素

废轮胎的热解不仅能解决环境问题,而且能回收有价值的产品,如弹性体材料用的油和炭黑填料。通过促进制定热解炭黑（pCB）橡胶性能的标准,并了解决定性能的相关参数。胶体性能表明∶pCB材料具有介于N330炭黑和N550炭黑之间的补强特征,而物理性能数据则显示其更接近N700炭黑系列。从根本上讲,性能的差异似乎是pCB碳残留物导致的,其降低了回收物的表面活性和可分散性。热重分析和动态力学性能证明,一些pCB试样具有相同的比表面活性,与热解过程或所用原料无关。

碳纳米管增强胶粘剂对腐蚀环境中粘接接头老化的影响

研究了用于金属基材的多壁碳纳米管（MWCNT）增强胶粘剂对搭接剪切强度以及电流腐蚀和环境降解的响应,以便确定MWCNT增强胶粘剂贴片对环境降解的响应是基于渗透性还是依赖于材料体系。将MWCNT加人到环氧树脂贴片中可以调解基材/贴片间的电流腐蚀效应,但是也增大了聚合物基质中的局部降解现象。加人0.1%（质量分数）的WMCNT对胶粘剂的电流腐蚀和环境耐久性有积极影响,但较高用量对其性能有不利影响。研究表明∶渗透阈值在0.1%（质量分数）和0.5%（质量分数）CNT之间较佳,然而,这也依赖于不同的材料体系。

（刘 霞 译）

[责任编辑：翁小兵]