


研究了聚异戊二烯对应变诱导的结晶和增强作用,这些聚异戊二烯的来源有Ziegler–Natta催化、橡胶树(HNR)、橡胶草(TKS,被称为俄罗斯蒲公英)和银胶菊(GR)。研究了两个HNR样品,其中一个摩尔质量较高,记为HNR-H;另一个摩尔质量较低,记为HNR-L。研究的GR样品分为从乳胶分离的GR-R,以及用丙酮萃取的GR-P。所有样品的重均摩尔质量均高于1.5×106Da。研究发现TKS是最规则的立体样本,其立体误差几乎不可检测。广角X射线衍射图样收集在加工后和拉伸过程中未拉伸的样品上,应变比最高为5,在此条件下进行准静态拉伸测量。 HNR和GR-P在未变形状态下已经显示出橡胶结晶度,并且对于最高的应变率,其结晶相的取向也保持在较低水平。GR-R和TKS在低应变下为非晶态,在拉伸下会形成高度取向的晶相。TKS在拉伸下产生了强大的机械增强作用:大伸长率下的应力远高于HNR。因此表明,高度取向的结晶相的形成带来了大的机械增强。
总之,来自天然来源(如TKS)的无定形NR样品具有较高的摩尔质量,并且不含可充当增塑剂的非橡胶组分,能够在拉伸下形成结晶度和高度的轴向取向。当链排列一致时,结晶以高应变率发生。TKS的生物合成可能会发挥战略作用,因为它促进了聚合物链的链端交联。



本文进行了BR的超声波挤压并评估加工性能。超声功率消耗随着超声幅度的增加而增加;模具压力随着超声振幅的增加而降低,这表明超声的施加可用于增加挤出输出速率。文章研究了超声振幅对BR分子结构的影响,包括分子量和凝胶形成行为。根据超声振幅,BR中会发生结构变化,包括降解,长链支化和凝胶形成。将未处理和处理过的BR与CB、二氧化硅和二氧化硅/硅烷混合,文章研究了结合橡胶的含量和絮凝行为。长链支化的形成显示出增加了结合的橡胶含量和橡胶-填料相互作用,并减少了BR /二氧化硅化合物的填料-填料相互作用和絮凝。将未处理的和处理的BR、BR / CB、BR /二氧化硅和BR /二氧化硅/硅烷均硫化,并测量它们的交联密度,凝胶分数和机械性能。根据BR /硅橡胶硫化物的DMA温度扫描,表明在超声处理过程中长链支链的形成降低了60℃时的损耗角正切;如果在轮胎中使用橡胶,则预测滚动阻力较低。



天然橡胶(NR)优异的机械性能和抗疲劳性与NR的应变诱导结晶(SIC)能力密切相关,这源于NR的独特网络结构。由于SIC能力不足,NR的合成对应物,顺式1,4-聚异戊二烯(IR),通常具有较差的机械性能。在本文中,将氨基官能化的碳纳米点(CDs)作为高功能性交联剂引入了硫固化的磺化IR中,旨在提高IR的SIC能力。CD表面上的氨基与IR主链上的磺酸基相连形成离子键,并通过硫磺硫化同时获得共价交联,从而形成双交联的IR网络。当橡胶变形时,离子键在共价键断裂之前优先断裂,从而导致有效的能量消散。离子键的优先断裂还促进了IR链的取向过程,从而促进了SIC的能力,这可以通过降低结晶的起始应变和提高结晶度来证明,促进的SIC可以显著改善拉伸性能。



石墨烯具有极高的表面积、机械性能、电导率、热导率和阻气性能,因此被认为是橡胶的理想多功能填料。但是,要利用橡胶纳米复合材料的这些特性,就需要我们精心设计石墨烯的分散状态、硫化动力学、界面相互作用等。本综述总结了我们最近关于如何将石墨烯均匀分散在橡胶基质中,石墨烯或氧化石墨烯对橡胶纳米复合材料的硫化行为有何影响,如何在橡胶基质中设计致密的填料网络以及如何设计石墨烯和橡胶之间的强界面相互作用。这些基础研究为我们提供了开发具有显著改善的机械性能、阻气性能、热稳定性、导电性、抗氧化能力以及某些功能的石墨烯/橡胶纳米复合材料的经验法则。