海外橡膠期刊摘要精選

海外橡膠期刊摘要精選

《彈性體和塑料》2016，Vol.48 Elastomers & Plastics

No.1

由熱處理淀粉和苯乙烯-丁二烯膠乳制備的聚合物材料

應(yīng)用苯乙烯-丁二烯膠乳和熱處理的玉米淀粉制備熱塑性淀粉/膠乳聚合物材料。在130 ℃下，采用模壓方法制備丁苯膠乳與淀粉的復(fù)合，其中淀粉含量為20%。選用了以游離直鏈淀粉為主的玉米淀粉和糯玉米兩種材料，淀粉加熱處理的溫度范圍為室溫～170 ℃。應(yīng)用光學(xué)顯微鏡、動態(tài)光散射和尺寸排阻色譜等方法對熱處理淀粉（HTS）進行了結(jié)構(gòu)和形態(tài)表征。聚合物材料的表征方法主要是力學(xué)性能測試與分析（應(yīng)力-應(yīng)變），以及應(yīng)用掃描電子顯微鏡觀察聚合物材料的微觀形態(tài)。聚合物材料的力學(xué)性能測試結(jié)果表明，淀粉沒有進行糊化處理時，因為表面積很小，與基質(zhì)材料相互作用力很弱，對基質(zhì)材料無法起到提高模量和拉伸強度的增強作用；如果在丁苯膠乳中加入糊化處理淀粉，材料的模量和拉伸強度明顯提高。但是，淀粉加熱處理溫度超過120 ℃時，增強趨勢出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，糊化淀粉作為填充材料的補強效果開始下降。HTS填料這種補強效果的變化，可以通過淀粉與丁苯膠乳基質(zhì)材料之間的相互作用加以解釋。

No.2

功能化低相對分子質(zhì)量橡膠和硅烷偶聯(lián)劑在白炭黑填充天然橡膠中的增容作用

在膠乳狀態(tài)下，應(yīng)用高碘酸氧化降解環(huán)氧化天然橡膠（NR）的方法，制備環(huán)氧化低相對分子質(zhì)量天然橡膠（ELMWNR），其中的環(huán)氧基團含量為28%（摩爾分?jǐn)?shù)），重均分子量為49 000 g/mol。在白炭黑填充天然橡膠中，以100份橡膠為基準(zhǔn)，加入10份ELMWNR-28和0～4.5份雙-（三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物（TESPT）硅烷偶聯(lián)劑。與單獨使用硅烷偶聯(lián)劑TESPT以及沒有添加任何增容劑的配方體系相比，白炭黑填充天然橡膠配方中同時加入TESPT和ELMWNR-28兩種材料，可以有效降低混煉期間膠料的轉(zhuǎn)矩和黏度。單獨添加TESPT硅烷偶聯(lián)劑的橡膠，混煉膠的結(jié)合橡膠量、硫化膠的模量和拉伸強度與TESPT的加入量密切相關(guān)。將ELMWNR-28作為增容劑在白炭黑填充天然橡膠中應(yīng)用，與沒有添加增容劑的體系相比，上述性能同樣得到明顯改善。如果在配方中同時添加TESPT和ELMWNR-28，膠料的各項性能隨著TESPT用量的增加而得到進一步提高。在白炭黑填充天然橡膠中填加10份ELMWNR-28和較低用量的1.5份TESPT，混煉膠的門尼黏度低、佩恩效應(yīng)弱，并具有優(yōu)異的加工性能。但是，與添加了最佳使用量的TESPT相比，含TESPT較低使用量的硫化膠的模量和增強指數(shù)（M300/M100）略有降低。此外，在白炭黑填充天然橡膠中使用這種增容劑/TESPT并用體系有利于保護環(huán)境，因為ELMWNR是天然的產(chǎn)品，減少TESPT硅烷偶聯(lián)劑使用量，可在加工過程中極大地降低乙醇的釋放量。

應(yīng)用微波加熱和化學(xué)試劑脫硫處理三元乙丙橡膠廢橡膠

隨著橡膠材料在工業(yè)制品中的廣泛應(yīng)用，橡膠制品達(dá)到有效使用壽命周期后的最終處理，已經(jīng)成為環(huán)境保護方面高度關(guān)注的問題。在汽車制造行業(yè)中，大量使用各種不同形式的三元乙丙橡膠（EPDM）制品，其報廢處理相當(dāng)困難。應(yīng)用微波爐作為加熱裝置，在一些化學(xué)試劑和芳烴或脂肪烴加工油的共同作用下，在200～260 ℃范圍內(nèi)，將EPDM廢硫化膠粉脫硫降解。脫硫后的廢膠粉可以再次用硫磺硫化體系硫化，并對其硫化特性和力學(xué)性能進行了測試與分析。試驗結(jié)果表明，在同樣使用化學(xué)試劑的情況下，廢膠粉在芳烴油中的脫硫效率明顯高于在脂肪烴油中的效果；不同的化學(xué)試劑對廢膠粉的脫硫和再次硫化膠的力學(xué)性能產(chǎn)生的影響也不同。此外，脫硫效果還與脫硫溫度有關(guān)。溫度越高，脫硫效果越好。脫硫膠粉再次硫化后，橡膠的邵爾A硬度、拉伸強度和拉斷伸長率等性能指標(biāo)，分別為49～79、2.0～3.7 MPa和34%～211%?？梢园l(fā)現(xiàn)，這些性能數(shù)據(jù)波動較大，相關(guān)的影響因素主要包括廢膠粉的原始配方和脫硫條件兩個方面。通過這些研究結(jié)果，證明了脫硫后的EPDM廢膠粉可以在汽車橡膠制品領(lǐng)域中再次循環(huán)使用。

No.4

樺木生物炭部分取代炭黑在丁苯橡膠配方中的應(yīng)用研究

以樺木為原料，通過緩慢的高溫?zé)崃呀庵苽渖锾?，其中的碳含量?9%，灰分含量小于2%。將樺木生物炭與炭黑混合并用，作為丁苯橡膠（SBR）的補強填充材料。與100%炭黑填充的SBR相比，當(dāng)生物炭與炭黑混合填料配比為25/75時，含填料膠料的拉伸強度和韌性與前者相當(dāng)或者超過全炭黑填充膠料；當(dāng)生物炭與炭黑混合填料配比為50/50時，含填料膠料的拉伸強度、拉斷伸長率和韌性與全炭黑填充膠料相當(dāng)或者超出高達(dá)30%。試驗結(jié)果表明：可再生樺木生物炭具有潛在的應(yīng)用前景，有望在一定范圍內(nèi)替代50%的炭黑，在SBR配方體系中得到應(yīng)用。

高填充量的氫氧化鋁對硅橡膠力學(xué)性能的影響

眾所周知，彈性體材料的楊氏模量會隨著補強填充材料用量的增加而明顯提高，在實際應(yīng)用和加工制造過程中，這項特性非常重要。為了研究含高填充量的氫氧化鋁（ATH）硅橡膠的力學(xué)性能，在試驗中選用了顆粒尺寸大小不同的ATH進行對比，并且對ATH顆粒進行了部分原位改性，應(yīng)用曲拐式攪拌機制備混合材料，采用單軸拉伸實驗方法對硫化橡膠進行了力學(xué)性能測試。在初步的研究中，確定了原位改性ATH的硅烷用量，研究了混煉時間對硫化膠力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨著混煉時間的延長，硫化膠的模量呈現(xiàn)出了下降的趨勢。這一現(xiàn)象可以通過結(jié)合橡膠量的增加加以解釋。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ATH顆粒尺寸不同，其表面積也不同，ATH顆粒的尺寸和表面積對硫化膠的楊氏模量產(chǎn)生了顯著的影響。這種現(xiàn)象可以應(yīng)用基于柔軟的殼體包裹剛性顆粒的粒子結(jié)構(gòu)模型，即“硬核-軟殼” 粒子結(jié)構(gòu)模型進行模擬研究，其中粒子的模量大于聚合物材料的模量。試驗研究和分析結(jié)果表明，ATH粒子尺寸越小，含填料硅橡膠的復(fù)合材料楊氏模量越高，其主要原因是粒子尺寸越小，單位體積內(nèi)填充顆粒與橡膠之間接觸的表面積越大，顆粒間的距離越短，從而提高了復(fù)合材料中兩相之間界面部分的模量。

No.5

GMA接枝改性的EPDM和ENR對NR/BR輪胎胎側(cè)膠膠料硫化特性、力學(xué)性能和動態(tài)抗臭氧性能的影響

用甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）接枝改性三元乙丙橡膠（EPDM）,形成EPDM接枝共聚物(EPDM-g-GMA)。研究了EPDM-g-GMA與環(huán)氧化天然橡膠（ENR）并用膠在輪胎胎側(cè)膠中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，在輪胎胎側(cè)膠配方中加入ENR和EPDM-g-GMA能夠改善膠料的力學(xué)性能。 EPDM-g-GMA在并用膠中的使用量為5份時，硫化膠的各項性能結(jié)果最佳，與普通的NR/聚丁二烯橡膠（BR）并用膠相比，其拉伸強度和撕裂強度分別提高13.7%和46.5%。與NR/BR/ENR/EPDM并用膠和添加了N-（1,3-二甲基丁基）-N'-苯基對苯二胺的普通NR/BR胎側(cè)膠膠料相比，在動態(tài)條件下，其抗臭氧性能分別提高20%和30%。分析認(rèn)為，在NR/BR胎側(cè)膠配方中加入ENR和EPDM-g-GMA，能夠改善膠料的交聯(lián)密度和炭黑分布的均勻性，從而改善了膠料的力學(xué)性能和抗臭氧性能。

白炭黑補強的天然橡膠配方中白炭黑絮凝過程的研究

在白炭黑補強的膠料中，白炭黑聚集體在橡膠基質(zhì)中分散的穩(wěn)定性是值得關(guān)注的重要問題。由于白炭黑聚集體與橡膠的相容性很差，相互作用力很弱，有很強的絮凝傾向，即形成白炭黑聚集體自身締合的趨勢。絮凝過程在混煉膠存放期間和硫化過程的開始階段都可能發(fā)生。通過觀察硫化條件下膠料受熱過程中貯能模量的變化，開展了在白炭黑補強天然橡膠（NR）中白炭黑絮凝過程的動力學(xué)研究。結(jié)果表明，通過提高混煉膠的排膠溫度和增加硅烷偶聯(lián)劑的用量，可以有效抑制白炭黑的絮凝現(xiàn)象。這是因為提高排膠溫度和添加偶聯(lián)劑能夠改善白炭黑的分散效果，提高疏水化程度，增強填料與橡膠之間的相互作用。與普通的白炭黑補強天然橡膠的膠料相比，在填充高分散白炭黑的混煉膠中，填料與橡膠基質(zhì)的相互作用更強，但是，高分散白炭黑的絮凝過程發(fā)展速度更快。環(huán)氧化天然橡膠可以明顯改善填料與橡膠的相互作用，但卻不能改變白炭黑的絮凝速度。

添加SiO2和MgO的ENR/PVC聚合物薄膜的二氧化碳和氮氣的滲透性研究

在環(huán)氧化天然橡膠（ENR）和聚氯乙烯（PVC）共混物中，分別添加了無機填料二氧化硅（SiO2）和氧化鎂（MgO），將復(fù)合材料制備成ENR/PVC兩種基質(zhì)材料的聚合物薄膜（MMM），并且進行了氣體滲透性試驗對比研究。應(yīng)用掃描電子顯微鏡觀察共混材料薄膜，發(fā)現(xiàn)在添加了SiO2和MgO的聚合物薄膜中存在一些氣孔，這是在添加無機顆粒的過程中形成的。通過熱學(xué)性能的研究，證明了填料粒子與聚合物基質(zhì)間產(chǎn)生了相互作用，而且SiO2與基質(zhì)的相互作用更強。同時發(fā)現(xiàn)SiO2粒子比MgO粒子在薄膜中的分散更加均勻。為了考察ENR/PVC/無機填料復(fù)合材料薄膜對二氧化碳（CO2）和氮氣（N2）混合氣體的分離性能，確定SiO2和MgO對薄膜滲透性能的影響，進行了CO2和N2透過共混材料薄膜的滲透性試驗研究。結(jié)果表明，在所有共混材料的薄膜中，CO2的滲透率都高于N2；ENR/PVC/ SiO2共混物制成的薄膜的滲透性，大于ENR/PVC/ MgO制成的薄膜和ENR/PVC制成的薄膜。試驗過程中發(fā)現(xiàn)了一個很有趣的現(xiàn)象：盡管含MgO聚合物薄膜的滲透性很低，但是，這個薄膜對CO2/N2混合氣體的選擇性很高。與Robeson上限相比，在ENR/PVC聚合物中，添加無機填料，可以改善聚合物薄膜的氣體分離性能。

No.7

天然膠乳增容改性天然橡膠/再生氯丁橡膠共混物的性能研究

研究了天然膠乳（NRL）對天然橡膠/再生氯丁橡膠（NR/rCR）共混材料性能的影響。將NR/rCRNRL共混物材料的性能與沒有添加NRL的NR/rCR共混材料性能進行了對比，結(jié)果表明，添加了NRL的硫化膠的拉伸強度、拉斷伸長率、疲勞壽命和耐溶脹性等性能，都比沒有添加NRL的共混材料相應(yīng)的性能有所改善和提高。但是，NRL對NR/rCR共混材料的凝膠含量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度沒有明顯的影響。掃描電子顯微鏡的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)圖像顯示，rCR在NR/ rCR-NRL共混材料中的分散效果更好，表明NR與rCR兩種橡膠之間的界面粘合力有所增強。在動態(tài)力學(xué)分析的曲線中，只顯示出單一的tan δ，同樣證明了NRL可以充當(dāng)NR作為富相的共混材料的增容劑使用。

No.8

丁腈橡膠的微結(jié)構(gòu)對含炭黑填料膠料硫化特性和力學(xué)性能的影響

丁腈橡膠（NBR）具有優(yōu)異的耐油性，可作為密封材料在密封件領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。制備了丙烯腈（ACN）和丁二烯含量配比不同的NBR，其中添加炭黑作為補強填充材料，對膠料的硫化特性和力學(xué)性能進行了測試與研究。通過測試膠料的化學(xué)動力學(xué)和初始硫化交聯(lián)反應(yīng)溫度，分析研究了膠料的硫化特性；采用體積溶脹實驗方法檢測硫化膠的交聯(lián)密度。此外，對硫化膠的力學(xué)性、耐油性和壓縮永久變形（CS）等性能進行了測試。通過分析上述試驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)NBR中的微結(jié)構(gòu)與混煉膠的硫化特性以及硫化膠的力學(xué)性能密切相關(guān)。NBR中的ACN組分含量增加時，硫化膠的邵爾A硬度、拉伸強度、拉斷伸長率、耐油性和CS等性能，分別有不同程度的改進和提高；但是，另一方面，混煉膠的交聯(lián)反應(yīng)動力學(xué)和結(jié)合橡膠量，以及硫化膠的交聯(lián)密度都有所降低。

伽馬射線對天然橡膠/碳纖維復(fù)合材料硫化膠力學(xué)性能的影響

制備了短切碳纖維（SCF）補強的天然橡膠。其中碳纖維的使用量是變量，在每100份橡膠中分別添加不同含量的短切碳纖維，用量范圍是0～20份。SCF補強的天然橡膠膠料采用硫磺進行硫化，然后采用不同劑量的伽馬射線輻射，最大輻射劑量達(dá)到40 kGy。隨后，對膠料的力學(xué)性能進行測試，應(yīng)用熱重分析方法研究了SCF添加量對膠料熱學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在輻射劑量小于30 kGy，SCF添加量小于15份的情況下，膠料力學(xué)性能中的拉伸強度隨著輻射劑量和SCF添加量的增加而提高，而膠料的硬度和模量只隨SCF用量增加而提高，幾乎不受輻射劑量變化的影響。在輻射劑量恒定的情況下，膠料的熱穩(wěn)定性隨著短切碳纖維的用量增加而提高。此外，通過掃描電子顯微鏡觀察膠料的形貌，研究了SCF的加入引起的膠料結(jié)構(gòu)改變。

《歐洲聚合物雜志》 2016 European Polymer Journal

Vol.75,Feb.

離子液體分散劑和偶聯(lián)劑的對橡膠復(fù)合材料中碳納米管選擇性潤濕的影響

研究了1-癸基-3-甲基咪唑氯化物（DMIC）室溫離子液體分散劑和偶聯(lián)劑在多壁碳納米管（CNTs）/丁苯橡膠（SBR）復(fù)合材料中的作用。用DMIC離子液體對CNTs進行預(yù)處理。采用兩種方法研究經(jīng)預(yù)處理的CNTs在SBR中的選擇性潤濕以及分散性的動力學(xué)。方法一是電導(dǎo)在線測量，方法二是改善潤濕的設(shè)想。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DMIC與SBR表現(xiàn)出良好的相容性，明顯提高了CNT在SBR基質(zhì)中的分散性。預(yù)先采用物理方法包覆在CNT表面的DMIC層，在混煉過程中的熱動力驅(qū)動力作用下，部分或全部被SBR分子所取代。在分析CNT表面選擇性潤濕的基礎(chǔ)上，對CNTs填料在SBR中的網(wǎng)絡(luò)形式，及其對復(fù)合材料的電性能和力學(xué)性能的影響也進行了表征和討論。

Vol.78, May

羧基丁腈橡膠（XNBR）和聚酰胺（PA12）的超級熱塑性硫化膠

熱塑性硫化膠（TPVs）是熱塑性彈性體中一類特殊的產(chǎn)品，在橡膠相與半結(jié)晶熱塑性基質(zhì)進行高溫熔融共混的過程中，橡膠相發(fā)生動態(tài)硫化反應(yīng)。對TPV高溫?zé)崴苄钥杉庸ば阅芎驮诃h(huán)境溫度下硫化膠的性能特性進行了表征。高性能TPVs或者超級TPVs是TPVs家族中的新一代產(chǎn)品，具有高耐熱性和優(yōu)異的耐油性，適合制備置于汽車引擎蓋下方的橡膠制品。開發(fā)了一種基于羧基丁腈橡膠（XNBR）和聚酰胺（PA12）的超級熱塑性硫化膠，使用固定濃度的環(huán)狀單官能團過氧化物,制備了XNBR:PA12不同配比的TPVs樣品。根據(jù)混合物中XNBR和PA12用量配比不同，TPVs的形態(tài)結(jié)構(gòu)從連續(xù)相到分散相會發(fā)生改變。在全部TPVs試驗樣品中，XNBR:PA12配比為50:50的樣品，其力學(xué)性能指標(biāo)最高，熱穩(wěn)定性最好。差示掃描量熱法（DSC）的分析結(jié)果清晰地顯示，與未產(chǎn)生交聯(lián)的兩種材料共混物相比，所有TPVs樣品中XNBR的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）都向溫度升高的方向移動。動態(tài)機械分析儀（DMA）方法的試驗結(jié)果顯示：所有TPVs樣品的tanδ值都比未產(chǎn)生交聯(lián)的共混體系低，而貯能模量則有所提高。tanδ的最低峰值出現(xiàn)在XNBR:PA12配比為50:50的TPV樣品中，說明這個配比的TPV樣品交聯(lián)度最高，溶脹實驗的結(jié)果也證實了這樣的結(jié)論，最高的力學(xué)特性和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性也同樣支持這一現(xiàn)象。此外，通過全面分析TPVs樣品的熱老化性能和耐油性，使我們更進一步了解超級TPVs在實際使用環(huán)境中的性能行為。

Vol.80,Jul.

采用新微聚集體萃取方法重新認(rèn)識天然橡膠微凝膠的結(jié)構(gòu)

使用四丁基溴化銨（TBABr）溶液預(yù)處理尺寸排阻色譜法（SEC）的色譜柱，開發(fā)了一種萃取天然橡膠（NR）微凝膠的新方法。將所研究的NR樣品溶解,取溶解部分的溶液注射到色譜柱中，收集相應(yīng)的洗脫體積，得到微聚集體顆粒小于1 μm的溶液。應(yīng)用動態(tài)光散射法（DLS）和透射電子顯微鏡法（TEM）對微凝膠溶液進行表征。分離出來的兩種不同規(guī)格和結(jié)構(gòu)的微聚集體分別單獨直接成像，發(fā)現(xiàn)500 nm水力直徑（dh）的球形微聚集體成為分離出來的微聚集體的主要成分，同時觀察到更大的微聚集體，其水力直徑（dh）為1000 nm，可能是由小尺寸微聚集體聚集形成的團聚顆粒。在研究中使用一個“表觀分子密度”參數(shù)，對比兩種微聚集體的密實程度，結(jié)果表明，較大微聚集體的致密性比較小微聚集體高66%。

Vol.81, Aug.

溶液混合與兩輥開煉機混煉兩種方法對NR/SBR并用硫化膠微觀分子纏結(jié)結(jié)構(gòu)的影響

研究了不同的制備方法對天然橡膠（NR）和丁苯橡膠（SBR）并用硫化膠相態(tài)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響。研究中應(yīng)用的兩種不同方法分別是：（ⅰ）兩輥開煉機機械混煉和（ⅱ）溶液共混，即將兩種彈性體溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲胁⑦M行混合。

不同NR/SBR含量配比的共混彈性體，統(tǒng)一采用硫磺和促進劑TBBS（N-叔丁基-2苯并噻唑次磺酰胺）進行硫化。采用透射電子顯微鏡（TEM）觀察和研究共混體系中橡膠基質(zhì)的相態(tài)結(jié)構(gòu)，識別不同的制備方法導(dǎo)致的共混體系微觀形態(tài)的差別。

在并用膠硫化后的樣品中，由于大分子交聯(lián)和拓?fù)浼s束，致使彈性體中存在弱殘留偶極耦合，應(yīng)用質(zhì)子多量子（MQ）核磁共振（NMR）光譜進行表征。將NMR和平衡溶脹試驗得到的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果進行了對比，同時，測試了并用膠的黏度。

研究結(jié)果表明，兩種不同的制備方法，對并用膠的相態(tài)結(jié)構(gòu)和每種橡膠相中的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，對分子纏結(jié)狀態(tài)的改變作出很大貢獻，尤其是在NR配比含量較高的共混體系中，影響效果更加顯著。

Vol.82, Sep.

植物油在EPDM中的分散與滲出控制

傳統(tǒng)的橡膠增塑劑通常會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響，為此，在乙丙橡膠（EPDM）基質(zhì)中，研究了使用生物材料作為增塑劑的可行性，達(dá)到最大限度提高生物材料替代傳統(tǒng)增塑劑比例的目的。在這樣的背景下，選用多種不同的商業(yè)化生物型增塑劑進行對比試驗。生物型材料包括OLEON公司制造的Radia?品牌產(chǎn)品，如大豆油甲基酯、環(huán)氧化大豆油甲基酯、甲基油酸酯、甲基亞油酸酯和未處理的植物油（包括油菜籽油、大豆油、亞麻籽油和桐樹油等）。將上述植物油分別作為三元乙丙橡膠的增塑劑，制備樣品，應(yīng)用雙層流變方法分析植物油的分散效果，在80℃條件下觀察植物油的滲出現(xiàn)象，作為滲出分析的重要手段。為了解決植物油的滲出問題，在論文的第二部分，將具有高活性的桐樹油作為增塑劑應(yīng)用。采用熱活化方法使桐樹油進行原位聚合，不使用任何催化劑，提高桐樹油的黏度，防止?jié)B出現(xiàn)象的發(fā)生。與純桐樹油相比，原位聚合的桐樹油滲出程度明顯降低，滲出程度從＞8%降低到＜1%。

(趙冬梅 譯)

[責(zé)任編輯：翁小兵]