海外橡胶期刊摘要精选

海外橡胶期刊摘要精选

《弹性体和塑料》2016，Vol.48 Elastomers & Plastics

No.1

由热处理淀粉和苯乙烯-丁二烯胶乳制备的聚合物材料

应用苯乙烯-丁二烯胶乳和热处理的玉米淀粉制备热塑性淀粉/胶乳聚合物材料。在130 ℃下，采用模压方法制备丁苯胶乳与淀粉的复合，其中淀粉含量为20%。选用了以游离直链淀粉为主的玉米淀粉和糯玉米两种材料，淀粉加热处理的温度范围为室温～170 ℃。应用光学显微镜、动态光散射和尺寸排阻色谱等方法对热处理淀粉（HTS）进行了结构和形态表征。聚合物材料的表征方法主要是力学性能测试与分析（应力-应变），以及应用扫描电子显微镜观察聚合物材料的微观形态。聚合物材料的力学性能测试结果表明，淀粉没有进行糊化处理时，因为表面积很小，与基质材料相互作用力很弱，对基质材料无法起到提高模量和拉伸强度的增强作用；如果在丁苯胶乳中加入糊化处理淀粉，材料的模量和拉伸强度明显提高。但是，淀粉加热处理温度超过120 ℃时，增强趋势出现反转，糊化淀粉作为填充材料的补强效果开始下降。HTS填料这种补强效果的变化，可以通过淀粉与丁苯胶乳基质材料之间的相互作用加以解释。

No.2

功能化低相对分子质量橡胶和硅烷偶联剂在白炭黑填充天然橡胶中的增容作用

在胶乳状态下，应用高碘酸氧化降解环氧化天然橡胶（NR）的方法，制备环氧化低相对分子质量天然橡胶（ELMWNR），其中的环氧基团含量为28%（摩尔分数），重均分子量为49 000 g/mol。在白炭黑填充天然橡胶中，以100份橡胶为基准，加入10份ELMWNR-28和0～4.5份双-（三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物（TESPT）硅烷偶联剂。与单独使用硅烷偶联剂TESPT以及没有添加任何增容剂的配方体系相比，白炭黑填充天然橡胶配方中同时加入TESPT和ELMWNR-28两种材料，可以有效降低混炼期间胶料的转矩和黏度。单独添加TESPT硅烷偶联剂的橡胶，混炼胶的结合橡胶量、硫化胶的模量和拉伸强度与TESPT的加入量密切相关。将ELMWNR-28作为增容剂在白炭黑填充天然橡胶中应用，与没有添加增容剂的体系相比，上述性能同样得到明显改善。如果在配方中同时添加TESPT和ELMWNR-28，胶料的各项性能随着TESPT用量的增加而得到进一步提高。在白炭黑填充天然橡胶中填加10份ELMWNR-28和较低用量的1.5份TESPT，混炼胶的门尼黏度低、佩恩效应弱，并具有优异的加工性能。但是，与添加了最佳使用量的TESPT相比，含TESPT较低使用量的硫化胶的模量和增强指数（M300/M100）略有降低。此外，在白炭黑填充天然橡胶中使用这种增容剂/TESPT并用体系有利于保护环境，因为ELMWNR是天然的产品，减少TESPT硅烷偶联剂使用量，可在加工过程中极大地降低乙醇的释放量。

应用微波加热和化学试剂脱硫处理三元乙丙橡胶废橡胶

随着橡胶材料在工业制品中的广泛应用，橡胶制品达到有效使用寿命周期后的最终处理，已经成为环境保护方面高度关注的问题。在汽车制造行业中，大量使用各种不同形式的三元乙丙橡胶（EPDM）制品，其报废处理相当困难。应用微波炉作为加热装置，在一些化学试剂和芳烃或脂肪烃加工油的共同作用下，在200～260 ℃范围内，将EPDM废硫化胶粉脱硫降解。脱硫后的废胶粉可以再次用硫磺硫化体系硫化，并对其硫化特性和力学性能进行了测试与分析。试验结果表明，在同样使用化学试剂的情况下，废胶粉在芳烃油中的脱硫效率明显高于在脂肪烃油中的效果；不同的化学试剂对废胶粉的脱硫和再次硫化胶的力学性能产生的影响也不同。此外，脱硫效果还与脱硫温度有关。温度越高，脱硫效果越好。脱硫胶粉再次硫化后，橡胶的邵尔A硬度、拉伸强度和拉断伸长率等性能指标，分别为49～79、2.0～3.7 MPa和34%～211%。可以发现，这些性能数据波动较大，相关的影响因素主要包括废胶粉的原始配方和脱硫条件两个方面。通过这些研究结果，证明了脱硫后的EPDM废胶粉可以在汽车橡胶制品领域中再次循环使用。

No.4

桦木生物炭部分取代炭黑在丁苯橡胶配方中的应用研究

以桦木为原料，通过缓慢的高温热裂解制备生物炭，其中的碳含量为89%，灰分含量小于2%。将桦木生物炭与炭黑混合并用，作为丁苯橡胶（SBR）的补强填充材料。与100%炭黑填充的SBR相比，当生物炭与炭黑混合填料配比为25/75时，含填料胶料的拉伸强度和韧性与前者相当或者超过全炭黑填充胶料；当生物炭与炭黑混合填料配比为50/50时，含填料胶料的拉伸强度、拉断伸长率和韧性与全炭黑填充胶料相当或者超出高达30%。试验结果表明：可再生桦木生物炭具有潜在的应用前景，有望在一定范围内替代50%的炭黑，在SBR配方体系中得到应用。

高填充量的氢氧化铝对硅橡胶力学性能的影响

众所周知，弹性体材料的杨氏模量会随着补强填充材料用量的增加而明显提高，在实际应用和加工制造过程中，这项特性非常重要。为了研究含高填充量的氢氧化铝（ATH）硅橡胶的力学性能，在试验中选用了颗粒尺寸大小不同的ATH进行对比，并且对ATH颗粒进行了部分原位改性，应用曲拐式搅拌机制备混合材料，采用单轴拉伸实验方法对硫化橡胶进行了力学性能测试。在初步的研究中，确定了原位改性ATH的硅烷用量，研究了混炼时间对硫化胶力学性能的影响。发现随着混炼时间的延长，硫化胶的模量呈现出了下降的趋势。这一现象可以通过结合橡胶量的增加加以解释。进一步研究发现，ATH颗粒尺寸不同，其表面积也不同，ATH颗粒的尺寸和表面积对硫化胶的杨氏模量产生了显著的影响。这种现象可以应用基于柔软的壳体包裹刚性颗粒的粒子结构模型，即“硬核-软壳” 粒子结构模型进行模拟研究，其中粒子的模量大于聚合物材料的模量。试验研究和分析结果表明，ATH粒子尺寸越小，含填料硅橡胶的复合材料杨氏模量越高，其主要原因是粒子尺寸越小，单位体积内填充颗粒与橡胶之间接触的表面积越大，颗粒间的距离越短，从而提高了复合材料中两相之间界面部分的模量。

No.5

GMA接枝改性的EPDM和ENR对NR/BR轮胎胎侧胶胶料硫化特性、力学性能和动态抗臭氧性能的影响

用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝改性三元乙丙橡胶（EPDM）,形成EPDM接枝共聚物(EPDM-g-GMA)。研究了EPDM-g-GMA与环氧化天然橡胶（ENR）并用胶在轮胎胎侧胶中的应用。研究发现，在轮胎胎侧胶配方中加入ENR和EPDM-g-GMA能够改善胶料的力学性能。 EPDM-g-GMA在并用胶中的使用量为5份时，硫化胶的各项性能结果最佳，与普通的NR/聚丁二烯橡胶（BR）并用胶相比，其拉伸强度和撕裂强度分别提高13.7%和46.5%。与NR/BR/ENR/EPDM并用胶和添加了N-（1,3-二甲基丁基）-N'-苯基对苯二胺的普通NR/BR胎侧胶胶料相比，在动态条件下，其抗臭氧性能分别提高20%和30%。分析认为，在NR/BR胎侧胶配方中加入ENR和EPDM-g-GMA，能够改善胶料的交联密度和炭黑分布的均匀性，从而改善了胶料的力学性能和抗臭氧性能。

白炭黑补强的天然橡胶配方中白炭黑絮凝过程的研究

在白炭黑补强的胶料中，白炭黑聚集体在橡胶基质中分散的稳定性是值得关注的重要问题。由于白炭黑聚集体与橡胶的相容性很差，相互作用力很弱，有很强的絮凝倾向，即形成白炭黑聚集体自身缔合的趋势。絮凝过程在混炼胶存放期间和硫化过程的开始阶段都可能发生。通过观察硫化条件下胶料受热过程中贮能模量的变化，开展了在白炭黑补强天然橡胶（NR）中白炭黑絮凝过程的动力学研究。结果表明，通过提高混炼胶的排胶温度和增加硅烷偶联剂的用量，可以有效抑制白炭黑的絮凝现象。这是因为提高排胶温度和添加偶联剂能够改善白炭黑的分散效果，提高疏水化程度，增强填料与橡胶之间的相互作用。与普通的白炭黑补强天然橡胶的胶料相比，在填充高分散白炭黑的混炼胶中，填料与橡胶基质的相互作用更强，但是，高分散白炭黑的絮凝过程发展速度更快。环氧化天然橡胶可以明显改善填料与橡胶的相互作用，但却不能改变白炭黑的絮凝速度。

添加SiO2和MgO的ENR/PVC聚合物薄膜的二氧化碳和氮气的渗透性研究

在环氧化天然橡胶（ENR）和聚氯乙烯（PVC）共混物中，分别添加了无机填料二氧化硅（SiO2）和氧化镁（MgO），将复合材料制备成ENR/PVC两种基质材料的聚合物薄膜（MMM），并且进行了气体渗透性试验对比研究。应用扫描电子显微镜观察共混材料薄膜，发现在添加了SiO2和MgO的聚合物薄膜中存在一些气孔，这是在添加无机颗粒的过程中形成的。通过热学性能的研究，证明了填料粒子与聚合物基质间产生了相互作用，而且SiO2与基质的相互作用更强。同时发现SiO2粒子比MgO粒子在薄膜中的分散更加均匀。为了考察ENR/PVC/无机填料复合材料薄膜对二氧化碳（CO2）和氮气（N2）混合气体的分离性能，确定SiO2和MgO对薄膜渗透性能的影响，进行了CO2和N2透过共混材料薄膜的渗透性试验研究。结果表明，在所有共混材料的薄膜中，CO2的渗透率都高于N2；ENR/PVC/ SiO2共混物制成的薄膜的渗透性，大于ENR/PVC/ MgO制成的薄膜和ENR/PVC制成的薄膜。试验过程中发现了一个很有趣的现象：尽管含MgO聚合物薄膜的渗透性很低，但是，这个薄膜对CO2/N2混合气体的选择性很高。与Robeson上限相比，在ENR/PVC聚合物中，添加无机填料，可以改善聚合物薄膜的气体分离性能。

No.7

天然胶乳增容改性天然橡胶/再生氯丁橡胶共混物的性能研究

研究了天然胶乳（NRL）对天然橡胶/再生氯丁橡胶（NR/rCR）共混材料性能的影响。将NR/rCRNRL共混物材料的性能与没有添加NRL的NR/rCR共混材料性能进行了对比，结果表明，添加了NRL的硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率、疲劳寿命和耐溶胀性等性能，都比没有添加NRL的共混材料相应的性能有所改善和提高。但是，NRL对NR/rCR共混材料的凝胶含量和玻璃化转变温度没有明显的影响。扫描电子显微镜的微观结构形态图像显示，rCR在NR/ rCR-NRL共混材料中的分散效果更好，表明NR与rCR两种橡胶之间的界面粘合力有所增强。在动态力学分析的曲线中，只显示出单一的tan δ，同样证明了NRL可以充当NR作为富相的共混材料的增容剂使用。

No.8

丁腈橡胶的微结构对含炭黑填料胶料硫化特性和力学性能的影响

丁腈橡胶（NBR）具有优异的耐油性，可作为密封材料在密封件领域得到广泛应用。制备了丙烯腈（ACN）和丁二烯含量配比不同的NBR，其中添加炭黑作为补强填充材料，对胶料的硫化特性和力学性能进行了测试与研究。通过测试胶料的化学动力学和初始硫化交联反应温度，分析研究了胶料的硫化特性；采用体积溶胀实验方法检测硫化胶的交联密度。此外，对硫化胶的力学性、耐油性和压缩永久变形（CS）等性能进行了测试。通过分析上述试验结果，发现NBR中的微结构与混炼胶的硫化特性以及硫化胶的力学性能密切相关。NBR中的ACN组分含量增加时，硫化胶的邵尔A硬度、拉伸强度、拉断伸长率、耐油性和CS等性能，分别有不同程度的改进和提高；但是，另一方面，混炼胶的交联反应动力学和结合橡胶量，以及硫化胶的交联密度都有所降低。

伽马射线对天然橡胶/碳纤维复合材料硫化胶力学性能的影响

制备了短切碳纤维（SCF）补强的天然橡胶。其中碳纤维的使用量是变量，在每100份橡胶中分别添加不同含量的短切碳纤维，用量范围是0～20份。SCF补强的天然橡胶胶料采用硫磺进行硫化，然后采用不同剂量的伽马射线辐射，最大辐射剂量达到40 kGy。随后，对胶料的力学性能进行测试，应用热重分析方法研究了SCF添加量对胶料热学性能的影响。研究发现，在辐射剂量小于30 kGy，SCF添加量小于15份的情况下，胶料力学性能中的拉伸强度随着辐射剂量和SCF添加量的增加而提高，而胶料的硬度和模量只随SCF用量增加而提高，几乎不受辐射剂量变化的影响。在辐射剂量恒定的情况下，胶料的热稳定性随着短切碳纤维的用量增加而提高。此外，通过扫描电子显微镜观察胶料的形貌，研究了SCF的加入引起的胶料结构改变。

《欧洲聚合物杂志》 2016 European Polymer Journal

Vol.75,Feb.

离子液体分散剂和偶联剂的对橡胶复合材料中碳纳米管选择性润湿的影响

研究了1-癸基-3-甲基咪唑氯化物（DMIC）室温离子液体分散剂和偶联剂在多壁碳纳米管（CNTs）/丁苯橡胶（SBR）复合材料中的作用。用DMIC离子液体对CNTs进行预处理。采用两种方法研究经预处理的CNTs在SBR中的选择性润湿以及分散性的动力学。方法一是电导在线测量，方法二是改善润湿的设想。研究结果发现，DMIC与SBR表现出良好的相容性，明显提高了CNT在SBR基质中的分散性。预先采用物理方法包覆在CNT表面的DMIC层，在混炼过程中的热动力驱动力作用下，部分或全部被SBR分子所取代。在分析CNT表面选择性润湿的基础上，对CNTs填料在SBR中的网络形式，及其对复合材料的电性能和力学性能的影响也进行了表征和讨论。

Vol.78, May

羧基丁腈橡胶（XNBR）和聚酰胺（PA12）的超级热塑性硫化胶

热塑性硫化胶（TPVs）是热塑性弹性体中一类特殊的产品，在橡胶相与半结晶热塑性基质进行高温熔融共混的过程中，橡胶相发生动态硫化反应。对TPV高温热塑性可加工性能和在环境温度下硫化胶的性能特性进行了表征。高性能TPVs或者超级TPVs是TPVs家族中的新一代产品，具有高耐热性和优异的耐油性，适合制备置于汽车引擎盖下方的橡胶制品。开发了一种基于羧基丁腈橡胶（XNBR）和聚酰胺（PA12）的超级热塑性硫化胶，使用固定浓度的环状单官能团过氧化物,制备了XNBR:PA12不同配比的TPVs样品。根据混合物中XNBR和PA12用量配比不同，TPVs的形态结构从连续相到分散相会发生改变。在全部TPVs试验样品中，XNBR:PA12配比为50:50的样品，其力学性能指标最高，热稳定性最好。差示扫描量热法（DSC）的分析结果清晰地显示，与未产生交联的两种材料共混物相比，所有TPVs样品中XNBR的玻璃化转变温度（Tg）都向温度升高的方向移动。动态机械分析仪（DMA）方法的试验结果显示：所有TPVs样品的tanδ值都比未产生交联的共混体系低，而贮能模量则有所提高。tanδ的最低峰值出现在XNBR:PA12配比为50:50的TPV样品中，说明这个配比的TPV样品交联度最高，溶胀实验的结果也证实了这样的结论，最高的力学特性和优异的热稳定性也同样支持这一现象。此外，通过全面分析TPVs样品的热老化性能和耐油性，使我们更进一步了解超级TPVs在实际使用环境中的性能行为。

Vol.80,Jul.

采用新微聚集体萃取方法重新认识天然橡胶微凝胶的结构

使用四丁基溴化铵（TBABr）溶液预处理尺寸排阻色谱法（SEC）的色谱柱，开发了一种萃取天然橡胶（NR）微凝胶的新方法。将所研究的NR样品溶解,取溶解部分的溶液注射到色谱柱中，收集相应的洗脱体积，得到微聚集体颗粒小于1 μm的溶液。应用动态光散射法（DLS）和透射电子显微镜法（TEM）对微凝胶溶液进行表征。分离出来的两种不同规格和结构的微聚集体分别单独直接成像，发现500 nm水力直径（dh）的球形微聚集体成为分离出来的微聚集体的主要成分，同时观察到更大的微聚集体，其水力直径（dh）为1000 nm，可能是由小尺寸微聚集体聚集形成的团聚颗粒。在研究中使用一个“表观分子密度”参数，对比两种微聚集体的密实程度，结果表明，较大微聚集体的致密性比较小微聚集体高66%。

Vol.81, Aug.

溶液混合与两辊开炼机混炼两种方法对NR/SBR并用硫化胶微观分子缠结结构的影响

研究了不同的制备方法对天然橡胶（NR）和丁苯橡胶（SBR）并用硫化胶相态结构和网络结构的影响。研究中应用的两种不同方法分别是：（ⅰ）两辊开炼机机械混炼和（ⅱ）溶液共混，即将两种弹性体溶解在适当的溶剂中并进行混合。

不同NR/SBR含量配比的共混弹性体，统一采用硫磺和促进剂TBBS（N-叔丁基-2苯并噻唑次磺酰胺）进行硫化。采用透射电子显微镜（TEM）观察和研究共混体系中橡胶基质的相态结构，识别不同的制备方法导致的共混体系微观形态的差别。

在并用胶硫化后的样品中，由于大分子交联和拓扑约束，致使弹性体中存在弱残留偶极耦合，应用质子多量子（MQ）核磁共振（NMR）光谱进行表征。将NMR和平衡溶胀试验得到的结构分析结果进行了对比，同时，测试了并用胶的黏度。

研究结果表明，两种不同的制备方法，对并用胶的相态结构和每种橡胶相中的分子网络结构产生了重要影响，对分子缠结状态的改变作出很大贡献，尤其是在NR配比含量较高的共混体系中，影响效果更加显著。

Vol.82, Sep.

植物油在EPDM中的分散与渗出控制

传统的橡胶增塑剂通常会对环境产生不利影响，为此，在乙丙橡胶（EPDM）基质中，研究了使用生物材料作为增塑剂的可行性，达到最大限度提高生物材料替代传统增塑剂比例的目的。在这样的背景下，选用多种不同的商业化生物型增塑剂进行对比试验。生物型材料包括OLEON公司制造的Radia®品牌产品，如大豆油甲基酯、环氧化大豆油甲基酯、甲基油酸酯、甲基亚油酸酯和未处理的植物油（包括油菜籽油、大豆油、亚麻籽油和桐树油等）。将上述植物油分别作为三元乙丙橡胶的增塑剂，制备样品，应用双层流变方法分析植物油的分散效果，在80℃条件下观察植物油的渗出现象，作为渗出分析的重要手段。为了解决植物油的渗出问题，在论文的第二部分，将具有高活性的桐树油作为增塑剂应用。采用热活化方法使桐树油进行原位聚合，不使用任何催化剂，提高桐树油的黏度，防止渗出现象的发生。与纯桐树油相比，原位聚合的桐树油渗出程度明显降低，渗出程度从＞8%降低到＜1%。

(赵冬梅 译)

[责任编辑：翁小兵]