天然橡胶改性的研究进展陈富强完成
壳聚糖改性天然橡胶的性能研究

壳聚糖改性天然橡胶的性能研究
郑涵斗
【期刊名称】《橡塑技术与装备》
【年(卷),期】2016(0)14
【摘要】在不同程度脱乙酰作用下,由甲壳素生成的一种可再生资源即为壳聚糖(CS)。
近几年,随着橡胶应用范围的不断扩大,壳聚糖在改性天然橡胶性能方面的研究工作也在持续的梳理着。
本文重点对壳聚糖在天然橡胶的热稳定性、力学等加工性能、抗菌性能、生物相容性能、耐溶剂性、吸附性等性能改性中所具有的显著作用进行阐述,期望能够帮助壳聚糖改性天然橡胶性能研究积累更多资料。
【总页数】2页(P67-68)
【关键词】CS;天然橡胶;抗菌性;相容性;加工性能
【作者】郑涵斗
【作者单位】华侨大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ332;TB332
【相关文献】
1.新型壳聚糖改性天然橡胶纳米纤维的制备与性能研究 [J], 赵冬梅;
2.壳聚糖改性二氧化硅/天然橡胶复合材料的性能 [J], 舒杨;王继虎;温绍国;殷常乐;汪鹏主;张栋栋;杜中燕
3.壳聚糖希夫碱及壳聚糖改性微球的吸附性能研究 [J], 杨小玲;黄怡
4.环氧化天然橡胶改性淀粉/天然橡胶复合材料性能的研究 [J], 李键;刘芳;艾军伟;曾宗强;朱立新;贾德民
5.新型壳聚糖纳米纤维改性天然橡胶的制备和性能 [J], 翟广阳;
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超临界二氧化碳中天然橡胶化学改性的研究的开题报告

超临界二氧化碳中天然橡胶化学改性的研究的开题报告一、研究背景和意义天然橡胶(Natural Rubber,NR)是一种具有优异性能的高分子材料,在工业和生活中广泛应用。
然而,由于其低耐热性、低硬度和易老化等缺点,限制了其在一些特殊领域的应用。
因此,对于NR的性能改进和功能化研究具有重要的意义。
超临界流体作为一种新型的反应介质,在合成、提取和改性等领域已经得到了广泛的应用。
超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,SC-CO2)是一种良好的超临界流体,具有许多优异的性质,如高扩散性、低粘度和非极性等特点。
因此,将超临界二氧化碳引入到天然橡胶的改性反应中,可以实现可持续化发展和环保化生产。
本研究旨在使用超临界二氧化碳介导的反应,对天然橡胶进行化学结构和性能的改性,为其在工业和生活中的应用提供更多的可能性和前景。
二、研究内容和方法本研究旨在使用SC-CO2中的反应机理对NR进行化学改性,主要研究内容包括:1. 使用超临界二氧化碳作为介质,对NR进行化学处理,改变NR的化学结构和物理性质。
2. 对处理后的NR进行表征,包括结构表征、力学性能测试、耐热性测试等。
3. 探究超临界二氧化碳介导的反应机理,分析其影响因素和优化方案。
本研究采用超临界二氧化碳作为反应介质,通过改变温度、压力和反应时间等影响因素,进一步探究反应机理和调节反应条件。
采用FTIR、NMR、XPS等手段对处理后的样品进行结构表征,使用万能材料试验机对样品的力学性能进行测试,使用TG-DTA分析仪对样品的热稳定性进行测试。
三、研究预期成果1. 成功使用超临界二氧化碳作为反应介质,对天然橡胶进行化学结构和性能的改性。
2. 掌握超临界二氧化碳介导的反应机理,探究影响因素和优化方案。
3. 对处理后的NR进行全面表征,包括结构表征、力学性能测试、耐热性测试等,评估其性能改进效果。
4. 为天然橡胶的性能改进和功能化开辟新的思路和方法。
天然橡胶生产与改性技术的研究

天然橡胶生产与改性技术的研究天然橡胶是一种重要的高分子材料,广泛应用于汽车轮胎、胶鞋、手套等众多领域。
然而,其生产依然存在一定的挑战。
本文将讨论天然橡胶生产的现状,并探讨其中的一些改性技术的研究进展。
一、天然橡胶的生产天然橡胶是由橡胶树流出的乳液经过加工而来,因此其生产过程受到气候、病虫害、自然灾害等因素的影响较大。
世界上主要的天然橡胶生产国家包括泰国、印度、越南等,在这些国家,橡胶树的种植、采集、加工形成了一整套的产业链,支撑了主要的出口和供应。
二、天然橡胶的性质天然橡胶拥有良好的弹性、韧性和耐磨损性,但也有一些弱点。
例如,它容易变黄、老化、溶解于溶剂等。
因此,为了满足不同环境下的需求,改性技术也得到了广泛地探索。
三、天然橡胶的改性技术1. 网络改性传统的橡胶制品都是通过机械和热老化使不同分子量的天然橡胶交联而形成的。
然而,这种网络结构使得橡胶的性能很难被修改,事实上已经达到了一个理论上的极限。
因此,出现了网络改性的方法。
网络改性是采用较大的交联分子与天然橡胶的分子结合形成多层结构的一种方法。
这种方法可以提高橡胶的物理性质和化学稳定性。
2. 硫化改性硫化是一种将不同的橡胶分子交联在一起以形成高强度结构的化学反应。
硫化改性的方法更加温和,但并不会导致分子结构的彻底改变。
硫化改性可以通过控制橡胶中的硫含量和硫化条件来实现。
这种方法可以改变橡胶的硬度、耐磨损性和化学稳定性。
3. 有机改性有机改性是用含有不同基团的化合物处理橡胶,从而改变其物理性质和化学特性的一种方法。
有机改性的方法包括改变橡胶表面的化学性质和将其他材料与橡胶混合。
这种方法可以改善橡胶的机械强度、耐热性和定形性。
四、结论天然橡胶的生产受到气候和其他自然因素的影响,但是通过改性技术可以改善橡胶的物理性质和化学稳定性。
网络改性、硫化改性和有机改性都是常见的改性技术,已经被广泛应用于橡胶制品的生产中。
未来的研究方向也将会集中在环保技术、功能性改性和复合材料方面,以满足不断变化的需求。
天然胶乳改性研究进展

天然胶乳的改性研究的进展摘要:本文综述了天然胶乳填料改性(纳米粒子改性和非纳米粒子改性)及化学改性(氯化、环化、环氧化、接枝聚合)的研究进展,分析了目前天然胶乳改性存在的问题,并展望了未来的发展趋势。
关键词:天然胶乳;填料改性;化学改性;研究进展。
Abstract: The characteristics of natural rubber latex had been introduced . The research progress of modification on the natural rubber latex was reviewed . Filler modification( including nanoparticles and other particles) and chemical modification ( including chlorination , cyclization , epoxidation , graft polymerization) were all studied . The main problems that existed at present were an alyzed, and fin ally the future research trend was prospected .Key words: natural rubber latex; filler modification; chemical modification; research progress; nano-particles、、亠天然胶乳具有优良的综合性能,如薄膜形成性质良好,薄膜机械强度高,伸长率高,弹性好,贮存(特别是低温贮存)稳定性好以及易于加工和硫化等,在胶乳工业应用广泛但是由于它的不饱和碳氢结构以及非极性的特点,导致其耐火强度低,对化学物质和紫外、臭氧、气候较为敏感,因此,在应用中受到限制另外,天然胶乳用于生产薄膜制品如天然胶乳手套时,由于抗拉伸强度和耐撕裂性能不好,表面摩擦力较高,在应用中表现出很大的劣势。
环保型天然橡胶基复合材料研发

环保型天然橡胶基复合材料研发环保型天然橡胶基复合材料的研发是当前材料科学领域的一个重要研究方向,它涉及到材料学、环境科学、化学等多个学科的交叉融合。
随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视,开发新型环保材料已成为迫切需求。
本文将探讨环保型天然橡胶基复合材料的研发背景、关键技术和应用前景。
一、环保型天然橡胶基复合材料研发背景随着工业化进程的加速,环境污染和资源枯竭问题日益严重。
传统的合成橡胶材料在生产和使用过程中会产生大量的废弃物和污染物,对环境造成严重影响。
因此,开发环保型、可再生的橡胶材料成为解决这一问题的关键。
天然橡胶作为一种可再生资源,具有生物降解性好、来源广泛等优点,是理想的环保型橡胶材料。
然而,天然橡胶的物理性能和加工性能相对较差,限制了其在高性能应用领域的应用。
因此,通过研发环保型天然橡胶基复合材料,可以有效提升天然橡胶的性能,拓宽其应用范围,同时减少环境污染。
二、环保型天然橡胶基复合材料的关键技术1. 天然橡胶的改性技术为了提高天然橡胶的性能,需要对其进行改性处理。
改性技术包括化学改性和物理改性两大类。
化学改性主要是通过接枝、交联等方法改变天然橡胶的分子结构,提高其耐热性、耐油性和机械强度。
物理改性则是通过添加填料、增强纤维等方法,提高天然橡胶的力学性能和耐磨性。
这些改性技术可以显著提升天然橡胶的性能,使其更适合用于高性能复合材料的制备。
2. 环保型填料的开发与应用填料是复合材料中的重要组成部分,其种类和性质直接影响复合材料的性能。
传统的无机填料如碳酸钙、滑石粉等虽然价格低廉,但对环境和人体健康存在潜在风险。
因此,开发环保型填料是天然橡胶基复合材料研发的关键。
目前,研究者们正在探索使用天然纤维、纳米粘土、生物基材料等作为填料,这些填料不仅来源可再生,而且具有良好的生物降解性,可以显著降低复合材料的环境影响。
3. 复合材料的制备技术复合材料的制备技术是决定其性能的关键因素。
传统的热压成型、注塑成型等方法虽然成熟,但在制备环保型天然橡胶基复合材料时存在能耗高、污染大等问题。
天然橡胶改性材料制备与应用研究

天然橡胶改性材料制备与应用研究概述:天然橡胶是一种由橡胶树的乳液提取而来的高分子有机物,其被广泛应用于汽车轮胎、管道、减震器、防振垫等领域。
但是,由于天然橡胶的柔软性和黏性,限制了其在一些应用场合的表现。
因此,将天然橡胶改性,用于制备新型材料已经成为了研究热点。
一、改性的目的与方法天然橡胶的柔韧性和黏性带来了优异的力学性质,但是限制了其在一些场合的使用,如油田管道防腐涂料、卫生与杀菌用品、稳定器、加强材料等。
改性的目的是改变原有材料的特性,提高其物理、化学性能,满足更广泛的应用要求。
改性的方法主要有以下几种: 1.物理方法:如填充剂改性,引入二次材料,改变复合材料的力学和热学性能; 2.化学方法:如改性剂、交联剂改性,改变分子结构和相互作用力,提高力学性能和耐老化性能; 3.生物方法:如微生物发酵改性,生物制备新型橡胶材料。
二、改性剂的种类及其作用改性剂是较为常见的改性方法之一,通常会引入不同的改性剂以改变天然橡胶的某些特性。
改性剂的种类多种多样,根据其对天然橡胶性质造成的影响,可以大致分类为以下几类:1.增韧剂:主要是改善橡胶的强度、韧性和耐热性,如丁腈橡胶、玻璃纤维等;2.耐热剂:提高橡胶的热稳定性和抗老化性,如二次芳基胺等;3.防紫外线剂:防止紫外线对橡胶的光化学反应和老化降解,如4-氨基苯酚等;4.增强剂:提高橡胶材料的强度、韧性和耐磨性,如碳黑和白炭黑等。
三、橡胶改性材料的应用橡胶改性材料由于其相较于天然橡胶更优秀的性能和更广泛的适用范围,已被广泛运用于不同领域,比如汽车轮胎、制鞋业、建筑工业、家具行业、电子电器行业、航空航天等。
以下列举了几个典型的应用例子:1.总辐射固化聚氨根酯复合钢板涂层氨基聚酯是一种常见的橡胶改性材料,其材料性质良好,广泛应用于涂料、塑料材料、减震材料等领域。
因其对紫外线敏感,需加入耐紫外线剂进行改性,以增加其在室外环境下的适应性能。
聚合物复合材料制品由于强度高、刚性好、韧性高、质量轻、导热性能等特点而被普遍认可和应用。
超细CaCO3改性天然橡胶的性能研究
文章编号
10 .4 0 (0 8 40 9 .4 0 46 1 2 0 )0 .0 30
超 细 C C 改性 天 然 橡胶 的 性 能 研 究 a O3
陈有双 , 忠锋 , 唐 林海涛 , 罗阳林 , 吕奕菊
( 广西工学院 生物与 化学 工程系 , 广西 柳州 摘 55 0) 406
要: 利用 S 6 i 偶联剂改性超细 C C 3通过直接共 混法制备超细 CC 3N 一  ̄O , aO / R复合材料 , 并研究材 料的拉伸 性能 、
第1 9卷
第 4期
广 西 工 学 院 学 报
‘
20 0 8年 1 2月
J UR L O A O NA FGU NGX VE ST E T N OG I UNI R I Y OFT Cq OL Y
De . 9 No 4 c 1 . De . 0 8 e2 0
性材料。 14 性 能测试 .
表 1 试样 的组成
样 品
1# 2#
的 错
1o o 1o o 1o o 1o 0
10 0
0 1 O 3 O 5 0
7 0
粒径分析 : 采用 J -18型激光粒度分 布仪分 析超 细 cc3 粒径分 R 17 ax 3 布; 红外光谱法 ( )波长范围 4 0 nI  ̄40 2 。以光谱纯 K r I : R 0 l c 1 0 0 n_ , c B 作为 支撑物 , 分辨率为 4c ; m 拉伸性能按 IO 5 71'标准测试 ; 氏硬度按 S 2 —/ 2 邵 IO 88标 准测试 ; 重 分 析 ( S 6 热 TG) 试 条 件 为 N 气 氛 , 温 速 为 1 测 2 升 0℃ /
复合 材料的硬度明显提高 , 拉伸 强度呈先升 高后降低趋 势 , 断
建立我国天然橡胶科技创新体系促进天然橡胶产业的改造与升级
建立我国天然橡胶科技创新体系促进天然橡胶产业的改造与升级蒋菊生(中国热带农业科学院橡胶栽培研究所农业部热带作物栽培生理学重点实验室 海南儋州 571737)摘要 从天然橡胶对发展我国国民经济的重要战略意义入手,结合我国天然橡胶产业发展现状及存在问题的分析,提出促进天然橡胶产业的改造与升级,必须依靠科技创新。
其科技创新体系由四部分组成:(1)建立学科结构合理、人员精干高效、具有世界先进水平的科学研究开发体系;(2)建立以政府为主导、运行市场化、多元化的技术推广服务体系;(3)建立分工明确、协调高效的科技管理体系;(4)提高农垦与地方天然橡胶生产企业的科技创新能力和应用能力,大力发展民营橡胶科技企业。
并建议政府应在天然橡胶产业科技创新的基础设施、创新资源、创新环境和国际合作与交流方面给予大力支持。
关键词 天然橡胶产业 科技创新体系 建立1 天然橡胶产业仍然是具有重要战略意义的产业天然橡胶是与钢铁、煤炭、石油并列的十分重要的工业原料,历来引起主要产胶国和消费国的重视。
巴西橡胶树是生产天然橡胶的主要经济作物,具有不可替代性和可再生性的优点,同时又具有重要的生态环境保护功能,随着人类科技进步和世界经济的发展,天然橡胶的用途越来越广,需要量越来越大。
在市场开放和我国即将加入WTO的今天,天然橡胶产业仍然是高效益和具有重要战略意义的产业。
111 中国是一个天然橡胶消费大国,不能过分依赖进口我国的天然橡胶产业是在特殊历史条件下建立起来的。
橡胶树是一种长期经济作物,非生产期长;我国既是一个天然橡胶的消费大国(据估计每年在95万t左右,为仅次于美国的第二大消费国),又是一个进口大国(为仅次于美国、日本的第三大进口国),而目前国内生产大约仅能满足消费的50%,这么大的数量对国际市场的供求关系和价格都会有很大的影响,尤其是一旦世界风云发生变化,过分依赖进口,将会受制于人,到时再来应付,将是临渴掘井,为时已晚。
我国是一个独立自主的国家,既要买胶,更要种胶,而且一定要种好胶。
天然橡胶纳米复合材料的制备方法
1.2插层法
许多无机化合物具有典型的层状结构,可嵌入聚合物形 成层状结构的纳米复合材料。该材料既具有粘土矿物优 良的强度、尺寸稳定性和热稳定性,又具有聚合物的力 学性能、加工性能等。按照复合过程,复合方法主要有 以下几种:单体插层聚合法,这类复合材料的制备,先 将单体嵌入硅酸盐片层中,然后进行复合;聚合物熔体 直接插层法,聚合物熔体插层是聚合物在一定温度时, 在作用下直接插层进入蒙脱土片层间;聚合物直接嵌入 法,聚合物溶液插层是聚合物大分子链在溶液中在溶剂 的作用下插层进入蒙脱土的硅酸盐片层间。然后挥发去 溶剂。其中溶液中聚合物直接嵌入复合法缺点是大量溶 剂不易回收,对环境造成一定的污染。插层法工艺流程 图如图2:
前言2
纳米材料一般是指粒径在 1~100 nm间的 粒子,既非典型的微观系统 ,亦非典型的 宏观系统,是一种典型的介关系统。研究表 明,当材料尺寸小于 100 nm时,由于产生 表面效应、 量子尺寸效应、 体积效应和量 子隧道效应等,使材料表现出传统固体不具 有的化学性能、 机械性能、 电学性能、磁 学性能和光学性能等特异性能,从而引起国 内外的高度重视,纳米技术将在21世纪初引 发一场技术革命。
0.纳米技术对橡胶复合材料改性的理论分 析
1.在橡胶的生产加工过程中,需加入增塑剂、 补强剂等以提高橡胶的韧性和强度。高分子 材料的增强效果主要取决于增强材料的几何 因素、 高聚物本身的性质及增强材料与高 聚物界面的结合力。粒子增强复合材料,主 要是基体承受载荷,粒子相的作用是阻碍分 子链运动。增强效果与粒子相的体积含量、 分布、 直径、 分子间距等有关,其中影响 其增强效果的主要因素有增强剂的粒径、 结构性和表面活性。
பைடு நூலகம்
1.3共混法
共混法也叫直接分散法,该方法首先制备样品(纳米 粒子)再通过有机聚合物混合。通常采用的共混方法 有4种:溶液共混,把一些聚合物溶解在溶剂中,再 加入纳米粒子,在搅拌器的作用下,使纳米粒子在溶 液中分散混合均匀,最后,除去溶剂或使之聚合得到 样品;悬浮液或乳液共混,方法与共混方法类似,把 溶液换成乳液;熔融共混,主要用于加工聚合物,液 晶型聚合物的原位复合,此法的加工条件是临界浓度 和温度的确定和控制;机械共混,通过机械加工方法 使纳米粒子与材料的合成分步进行,能够控制纳米粒 子的物质状态大小。其缺点是纳米粒子容易聚在一团, 在共混时的均匀分散,有一定的困难。共混法工艺流 程如图3:
《2024年3种反应性液体橡胶的研究进展》范文
《3种反应性液体橡胶的研究进展》篇一摘要:本文重点讨论了三种反应性液体橡胶的制备方法、应用领域及其在国内外的研究进展,从原材料的选用到合成技术,再到产品的实际应用和产业现状。
三种反应性液体橡胶均显示出良好的应用前景和广阔的市场空间。
一、引言随着现代工业技术的不断发展,橡胶材料在各个领域的应用越来越广泛。
其中,反应性液体橡胶以其优异的物理性能、良好的加工性能和广泛的适应性而受到广泛的关注。
本文将详细探讨三种典型的反应性液体橡胶的研究进展。
二、三种反应性液体橡胶简介(一)液体天然橡胶液体天然橡胶主要利用特殊的天然胶乳和经过加工制备而成的液态胶。
由于其独特的结构和物理性质,被广泛应用于医疗器械、黏合剂、密封材料等领域。
(二)聚氨酯液体橡胶聚氨酯液体橡胶是一种以聚氨酯为基础的液态橡胶材料,具有优异的耐磨性、耐油性和抗老化性能。
它在制造鞋材、汽车配件、弹性体等产业中具有广泛的应用。
(三)硅基液体橡胶硅基液体橡胶以硅为基础原料,具有优异的电绝缘性能、良好的抗寒性及环保性能,是电子产品中常用的一种封装材料和黏合剂。
三、研究进展与制备方法(一)液体天然橡胶研究进展与制备方法近年来,随着生物技术的进步,液体天然橡胶的制备方法得到了极大的改进。
通过优化原料选择和加工工艺,提高了产品的稳定性和性能。
同时,在应用领域上,也扩展到了医疗、食品包装等新兴领域。
(二)聚氨酯液体橡胶研究进展与制备方法聚氨酯液体橡胶的合成技术已经相对成熟,其关键在于选择合适的原料配比和反应条件。
目前,国内外研究者正致力于开发新型的催化剂和助剂,以提高产品的性能和加工效率。
同时,针对聚氨酯液体橡胶在耐高温、耐磨损等方面的不足,研究者们也在积极寻找改进方案。
(三)硅基液体橡胶研究进展与制备方法硅基液体橡胶的研究主要集中在如何提高其耐热性和导电性上。
通过对原料的精细调整和工艺的优化,新型的硅基液体橡胶已显示出更好的热稳定性和更高的电导率。
此外,为满足日益增长的环保需求,研究还集中在如何提高产品的环保性能和可回收性上。
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仲恺农业工程学院天然橡胶的改性研究进展专业:高分子材料与工程班级:092 ___________________ 学生姓名:陈富强___________ 指导教师:肖文淸___________ 完成时间:______ 2011/12 _____________ 学号:2天然橡胶的改性研究进展陈富强仲恺农业工程学院高分子材料与工程092班摘要:天然橡胶(NR),其主要成分为聚异戊二烯,是一种具有优越综合性能的可再生天然资源。
然而,随着合成橡胶工业的发展,某些具有特殊性能的合成橡胶(SR)比天然橡胶显示岀更大的优势,如在耐热制品、密封制品、耐油制品方而,天然橡胶明显亚于丁腊橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)等合成橡胶。
为了克服其性能上的缺点,需要从生胶的化学结构出发,进行物理、化学等改性。
本文在各种改性方法中,首先就2002年之前的研究进行归纳,然后综述近几年所取得的研究进展。
关键词:天然橡胶;改性:化学结构1天然橡胶介绍天然橡胶(NR)是橡胶树分泌的乳汁,经过凝固,干燥等加工而成的弹性固体•橡胶桂由聚异戊二烯组成,苴中顺式1, 4一聚异戊二烯的含量占99%以上.分子量分布在10-180万之间平均分子量70万左右.NR的分子的结构式可表示为:CH,I-(CH?—C=CH—CIQ 厂\R具有很髙的弹性和良好的加工性能,是综合性能最好的通用型橡胶。
NR为拉伸结晶型橡胶,其结晶性使无填料和含惰性填料的硫化胶在拉伸时有较高的强度,加活性填料则使硫化胶的立伸强度、硬度和耐磨性大为提高。
NR硫化胶具有良好的弹性、耐寒性、很高的动态性能和耐磨性。
NR是非极性橡胶,具有优良的电性能:在极性溶剂中较稳左,而在非极性溶剂中则易溶胀,故其耐油性、耐有机溶剂性差.NR分子中含有不饱和键,所以它的耐热氧等老化和耐臭氧性都较差,而且可以燃烧,这些特性限制了它在一些特殊场合的应用,但天然橡胶通过改性可以克服这些局限性,大大扩展其应用范国。
天然橡胶的许多性能与分子链中的c=c双键有着密切的关系,对天然橡胶改性就是建立在改变双键的思路之上,如接枝共聚、氯化、环氧化等O 11-3 2612天然橡胶的改性方法\R改性,其本质是结构的改变,英现象则是性能的变化。
\R的性能不仅取决于材料的化学结构,还取决于材料的凝聚态结构。
因此,改性可以从改性分子链上的化学结构和材料的凝聚态结构两个方而来进行,即化学改性和共混改性。
NR的分子是长链结构的大分子矩,分子链上有不饱和的双键存在,而除双键碳原子外的其它碳原子都是a-碳原子,具有一立的活性。
对其化学结构进行改性是采用各种方法,在分子链上引入其它的基团或原子,使分子链带有极性或改变柔性,或者接枝引入支链,使其具有新的性质,达到改性的目的。
如环氧化天然橡胶、氯化天然橡胶、接枝天然橡胶、环化天然橡胶、热塑天然橡胶等。
事实上,在对橡胶分子进行化学结构改性的同时,由于改变了分子结构单元间的范徳华力,其凝聚态结构也产生了变化。
但是改变凝聚态结构却不一立要改变化学结构.改变材料的凝聚态结构,同样可以达到改性的目的,这样就大大拓宽了NR的改性方法和范用,可以采用化学和物理共混的方法,将NR和其他具有弹性、纤维性或塑性的聚合物共混,产生具有某些特殊性能的新材料。
本文仅对一些常见的NR的改性方法进行介绍。
^2.1氯化天然橡胶(CNR)氯化天然橡胶(CNR)具有优良的成膜性、粘附性、耐候性、耐磨性、快干性、抗腐蚀性、阻燃性和绝缘性等优点,广泛地应用于涂料、胶粘剂、油墨添加剂、船舶漆、集装箱漆、路标漆和化工重防护漆方而,是工业上最重要的衍生物之一。
自从有C\R的历史以来,对NR的氯化采用过各种各样的氯化剂,如氯气、氯化氢、次氯酸、液氯、氯水、氯气+氯化氢, 以及可产生氯气的试剂如盐酸+碱或碱土金属次氯酸盐等,但用得最多并且用于工业化生产只有氯气。
氯化前对NR的预处理也可谓名目繁多:如将NR直接溶解或溶胀在有机溶剂中(即"溶液法”),如四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、溶剂石脑汕、氯化苯、氯化藥以及混合溶剂等(效果最好的是在NR的四氯化碳溶液(质量分数为2%-5%)中,以分批或连续的方式通人氯气进行氯化反应,最终得到CNR):或者直接对NR的胶乳进行氯化(即乳胶法),胶乳法是在室温下,在反应釜中加入一泄量的酸性水, 在通氯情况下,边搅拌边滴加已经稳泄化处理的天然胶乳,在表而活性剂存在下,调制成橡胶颗粒细小、分散均匀的水分散液。
继续通氯,加入引发剂,在紫外光照下初步氯化,制备出初步氯化的细粉状中间物。
然后逐步升温,进行深度氮化。
过滤分离出微粒状CNR,水洗F•燥,成品含氯量约65%;或对NR先进行解聚降解处理再氯化,如捏合、紫外光照、热氧或臭氧降解、以及加入化学试剂如金属盐使之降解:在氯化前后用酸或碱处理;直接用固体的NR进行氯化;对NR进行硫化后再氯化。
总的来说氯化天然橡胶按其制造工艺可分为溶液法、胶乳法(水相法)、固相法、乳液法四大类。
目前用于工业化生产的主要有溶液法和胶乳法(水相法)。
而胶乳法由于工艺简单、设备投资少、生产成本低、污染少,将成为21世纪氯化橡胶生产的主要方法。
口)2. 2环氧化天然橡胶(ENR)环氧化天然橡胶(ENR)是天然橡胶(NR)经化学改性制得的特种天然橡胶,利用橡胶键上的不饱和双键,在控制的条件下与芳香族或脂肪族过酸反应,生成环氧键。
本质上是改变分子链的化学结构。
ENR是在20世纪80年代后期衍生出来的具有商业价值的材料,它是通过NR胶乳与过氧酸(甲酸与过氧化氢反应制得)制备得到的。
反应在有机酸存在的条件下进行,H202作为环氧化试剂,英浓度越大,环氧化速率越快。
通过使用适宜的条件可减少负反应。
产品包括异戊二烯重复单元和部分重复单元双键被环氧化取代的无规共聚物。
尽管原则上可以制得不同质量分数的环氧化替代产品,但实际商业上只有质量分数为0. 25和0. 50两种规格的产品。
环氧化会引起橡胶性能的变化,随着环氧化程度的增加,玻璃化转变温度会升髙。
环氧化程度增加4个百分点,Ts升高0.92t。
与NR相比,ENR具有完全不同的粘弹性和热力学性能,如具有优良的气密性、粘合性、耐湿滑性和良好的耐油性,并且由于E\R在分子链上引入极性的C—0键,使非极性的分子链带上了极性。
当引入的极性键的量达到一泄的程度,NR分子链由非极性变为了极性,所以其与极性聚合物的相容性也增大,可与PVC及其他氯化聚合物共混,也可与极性填充剂(如白炭黑)强烈结合,而在无填充剂时,ENR硫化胶仍能保持NR所具有的高模量和拉伸强度。
NR环氧化时三元环的引入则使分子链变刚,随着三元环的引入量,使NR的分子键由柔性向刚性转变,从而带来一系列新的性质。
但是由于环氧基团和碳氧双键都是化学活性相当大的基团,使ENR仍然存在性能不稳泄及耐老化性能差的缺点.针对这些问题,可继续在结构上作进一步的改进,即ENR的改性[巾。
2. 1. 1与氨类防老剂反应E\R上的环氧基可与某些胺类化合物作用.通过这种反应可将芳胺类防老剂接枝到E\R 分子链上,这样可以从根本上改善E\R的老化性能.当接枝率较髙时还可以将接枝产物作为一种髙分子防老剂使用.这类反应可以在E\R溶液或ENR胶乳中进行.2. 1. 2与硅氧烷反应利用环氧基的活性,ENR可以与硅氧烷作用.硅氧烷首先使E\R的环氧基团开环,然后进行交联.可使E'R得到很好的补强作用,其补强效果比炭黑好.若添加偶联剂,则补强效果更佳.这种结构上的改变,体现在宏观现象上是物理机械性能明显改善.2. 1. 3与卤素反应向ENR胶乳中通人氯化在室温下反应大约2h,可以得到氯化环氧化天然橡胶(CI — ENR).同样通入浪溶液可等到浪化环氧化天然橡胶(Br-ENR).红外光谱分析表明,卤化后ENR的环氧基吸收峰完全消失,说明卤化时发生了开环反应,环氧基从本质上发生了变化.卤化后的ENR产物与金属、玻璃的粘合性能特别好.2. 1. 4 ENR的共混改性ENR可以与其它高聚物共混,改变北凝聚态结构,以期得到具有某些特定性质的新材料.在共混的同时,还由于环氧基的活性,可与共混物的其它基团发生某种程度上的化学反应,使英化学结构也得到改变,从而引入新的性质.ENR—50与PVC共混,共混物相容性很好, 具有单相性.这是因为环氧基给ENR分子链带来的极性,使其可以与极性的PYC相容.这种共混物耐臭氧性能提髙,苴主要原因是ENR抑制了PVC中HCI的消除,相当于是PVC的稳左剂.在高温条件下,ENT-50能与拔基丁備橡胶共混.共混物中,由于ENR的环氧基可与拨基反应,因此,这种共混物不添加硫化剂也能交联.这样的材料称之为“自硫化共混物”。
共混物是单相体系.但是研究表明,ENR—25与竣基丁睛橡胶共混却没有交联,说明必须是环氧基达到一定的浓度,才可以和竣基发生作用。
华南理工大学的董智贤等分别以过氧化二苯甲酰(BP0)和过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在双辘开炼机上采用马来酸ST (MAH)单体对天然橡胶(XR)进行接枝改性,再与髙耐磨炭。
黑(HAF)混合,制备岀了性能优良的炭黑增强天然橡胶复合材料,并对其性能进行了测试和分析。
结果表明:MAH改性NR/HAF复合材料具有优良的力学性能,其中MAH用量以1份为可以通过多种引发体系来制备,如化学引发、辐射、光引发等,还可采用冷冻法,在无引发剂的条件下将MMA勺NR接枝共聚制备MG。
HG的结构改变体现在性能上,伸长率大,硬度髙,具有良好的抗冲击性能、耐屈挠龟裂和动态疲劳性能,以及良好的粘合性和较好的可填充性。
工业上主要用来制造具有良好冲击性能的坚硬制品,如无内胎轮胎中不透气的内贴层和轮胎帘线漫胶用的胶浆等。
并广泛地应用于其它领域。
如生产粘合剂、用作NR补强剂、用作NR/PMMA 共混物的相容剂、环氧树脂的增韧剂等。
还可与其它橡胶共混改性,如与丁苯胶共混。
可用作胎圈三角胶胶料,英生胶强度及与钢线圈的粘合力明显提高,并能增加钢丝圈的挺性,保持钢丝圈的形状稳立。
天然橡胶的其它接枝物,如与丙烯腊接枝物,橡胶的耐汕性大大提高:与顺丁烯二酸肝接枝。
产物具有较好的耐屈挠性等2. 4热塑天然橡胶热塑性天然橡胶是在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的材料。
这类材料兼有塑料的易加工特性和橡胶优良的物理机械性能。
目前制备热塑天然橡胶的方法主要有二种:一是将NR与聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)共混,改变其凝聚态结构;二是采用接枝的方法。
使天然橡胶分子链在一圧间隔接上大小受控制的硬髙聚物或结晶高聚物支链,改变其化学结构。
这类材料的性能是由组成材料的弹性相和硬相(或硕链段)。
一般来说,弹性相使材料具有优良的低温性能和抗老化性能,硬相或硬段则使材料具有较好的耐高温性和拉伸强度。