天然橡胶改性及其性能分析研究
改性石墨烯粘土天然橡胶纳米复合材料的结构与性能
改性石墨烯/粘土/天然橡胶纳米复合材料的结构与性能张涛，王文良,鲁璐璐，杨阳，张闻轩（太原工业学院材料工程系，山西太原030008）摘要:大量研究表明，纳米填料的表面效应、大的比表面积以及纳米粒子本身对基体的强界面效应对橡胶纳米复合材料性能的提升具有极大的帮助。
本研究以天然橡胶（NR）为基体材料，采用乳液法制备石墨烯/粘土/NR纳米复合材料’讨论了石墨烯、粘土的用量对复合材料的物理机械性能的影响’结果表明，当粘土用量为3.0pho时，随着石墨烯添加量的增加，石墨烯/粘土/NR纳米复合材料的力学性能和耐磨性先升高，然后略有下降’当石墨烯添加量为1-0pho时，复合材料的拉伸强度提高了33.3%,而阿克隆磨耗体积下降了225%。
关键词:石墨烯;天然胶乳;复合材料;力学性能;阿克隆磨耗中图分类号:TB33文献标识码：A文章编号：1008-021X（X0X1）05-0025-04Structrrr and Properties of ModiCed Graphene/Clay/NR NanocompositesZhang Tao,Wang Wenliang,Lu Lulu,Yang Yang,Zhang Wenxuan(Department of Material Engineering,Taiyuan Institute of Technology,Taiyuan030008,China)Abstract:A larye number of studies have shown that the surface effect of nano-fillers,larye specific surface area and strong interface effect of nano-particles themselves on the matrix have a great help te ioprove the performance of rubber nano-composites.In this paper,natural rubber(NR)was used as the matrix material and graphene/clay/NR nanocompos—es were prepared by emulsion method.The e/ects of the amount of graphene and clay on the physical and mechanical properties of the composites were discussed.The results showed that the mechanical properties and wear resistance of graphene/clay/NR nanocomposieesweoe ioseeyincoeased and ehen seigheeydecoeased wieh eheincoeaseoQgoapheneconeenewhen eheceayconeeneis 3.0phr.And the tensile strength of the composites was increased by335%,the wear volume of Akron was decreased by22.7% when the amount of graphene is1.0phr.Key words:graphene；natural latex；composites;mechanical properties;akron abrasion有关石墨烯的研究虽然进行了60多年，但是直到21世纪初期英国物理学家Giov和Novos/o才第一次通过机械剥离的方法得到了石墨烯（GE）［1-5］。
天然橡胶改性研究
天然橡胶改性研究天然橡胶，作为一种重要的产业原材料，在各个领域都有广泛的应用。
然而，传统的天然橡胶存在着一些缺陷，比如硬度不够、耐磨性较差、容易老化等等。
为了解决这些问题，人们对天然橡胶进行了改性研究。
一、天然橡胶的缺陷天然橡胶主要来源于橡胶树。
在橡胶树中，橡胶乳液会经过加工制成橡胶。
传统的天然橡胶具有一定的硬度，但是其耐磨性和老化性能都较差。
这也使得传统的天然橡胶在运用过程中有很多局限性。
比如，在汽车轮胎、电线电缆、建筑防水等关键领域，传统天然橡胶的使用效果并不好。
二、天然橡胶改性的方法对于传统的天然橡胶所存在的问题，人们可以通过多种方法对天然橡胶进行改性。
在这些改性方法中，最常见的就是添加改性剂。
改性剂可以改变橡胶的物理性质、机械性能以及化学性质，从而使橡胶的性能得以改良。
同时，大量的实验和研究还表明，改良天然橡胶性能的途径还包括改变橡胶的微观结构以及变异天然橡胶的化学成分。
三、天然橡胶改性的途径天然橡胶改性的方法有很多，其中最常见的是添加改性剂。
改性剂可以改变橡胶的物理性质、机械性能以及化学性质，从而使橡胶的性能得以改良。
改性剂可以分成多种类型，比如硫化剂、活性补强剂、防氧化剂、Vulcanizer等。
这些改性剂都可以按照不同比例进行添加，从而达到不同的改性效果。
另外，由于橡胶树的分布区域和环境条件的不同，在采集的橡胶乳液中会存在一些化学成分的变异，这些变异成分会影响到橡胶的性能。
因此，通过对橡胶乳液的控制，可以得到一些具有特殊性能的变异天然橡胶，如云南橡胶、欧文橡胶等。
此外，人们通过改变橡胶的微观结构也取得了一定的成效。
比如，将一些纳米级微粒子导入到橡胶中，可以增加橡胶的硬度以及耐磨性。
总之，改性方法的种类多种多样，改性效果也各异。
需要根据不同的应用需求进行选择，合理地进行改性。
当然，对于改性后的天然橡胶，我们也需要进行全面的性能检测，以确保其能够符合特定的应用要求。
四、天然橡胶改性的发展由于天然橡胶作为一种重要的产业原材料，其改性研究一直以来都受到广泛的关注。
天然橡胶接枝改性研究概况
天然橡胶接枝改性研究进展摘要：本文主要针对过去十几年来天然橡胶（NR）的接枝改性进行了概述，叙述了天然橡胶的基本情况和接枝改性的机理，根据接枝方式对接枝改性天然橡胶进行了分类概述，在综述过去天然橡胶接枝改性概况的基础上，结合天然橡胶在我国的基本情况，介绍了接枝天然橡胶产物的应用情况，并根据实际情况对天然橡胶的前景做出了简要的展望。
Abstract: This paper mainly for the past ten years natural rubber (NR) grafting are reviewed, described the natural rubber and the basic situation of grafting, according to the mechanism of grafted way docking branch of natural rubber modified classified paper, in this paper, the past natural rubber grafting on the basis of general situation, combined with the natural rubber in China, this paper introduces the basic situation of the grafted the application of natural rubber products, and according to the actual situation of the prospect of natural rubber made are also discussed.关键词：天然橡胶；接枝；改性天然橡胶(NR)是巴西三叶橡胶树分泌的乳汁经凝固、加工制得，其主要成分为聚异戊二烯，含量在95%以上，其中顺式1，4-聚异戊二烯的含量占99%以上，分子量分布在10-180万之间[1]。
天然橡胶改性
天然橡胶改性
天然橡胶结构缺点，限制橡胶应用范围，故天然橡胶改性就显 得尤为重要。 化学改性方法
氯化橡胶 天然 橡胶 环氧化橡胶 接枝橡胶 基于C=C双键 Southeast University 5
改性 橡胶
环氧化橡胶
环氧化天然橡胶（ENR）是NR经化学改性，在橡胶分子链的部分双 键上接上环氧基制得。环氧基引入，使橡胶分子极性增加，分子间 作用力增强，显示出优良性质：良好气密性、耐油性、与其它材料 具有较好粘合性、与其它高聚物较好相容性。
（a）
Southeast Un团是化学活性强基团，使ENR存在性能不稳定及耐老化程度 差。
与胺类防老剂反应 ENR上的环氧基可与 胺类化合物作用将芳 胺类防老剂接枝到 ENR分子链上，这样 可以从根本上改善 ENR的老化性能。。
与卤素反应 向ENR胶乳中通人 氯化,可以得到氯化环 氧化天然橡胶(CI— ENR)。卤化后的ENR产 物与金属、玻璃的粘 合性能特别好。
图2 ENR的1H-NMR
Southeast University 10
环氧化橡胶
2.红外（IR）分析法 环氧基团的反对称伸缩振动峰在870cm-1处，随环氧程度增加，此 峰 的吸收强度增加。 原理为： Lam-beer 定律：物质对光的吸收度与吸收层的厚度和物 质的浓度乘积成正比。
Southeast University 11
轮胎
2
运动鞋、运动球
3
输送带、油封
Southeast University 19
ENR前景
ENR 既保留有NR的结构和性能特点，能够与 NR、SBR 、BR 等 非极性橡胶产生部分相容和共硫化 ,又具有一定的极性和环氧基团 的反应性,有利于提高橡胶对湿路面的抓着力(抗湿滑性),并能与白 炭黑及无机填料表面产生较强的偶极 、氢键甚至共价键作用, 在 当今能源危机时代 ,ENR在高性能轮胎中的应用具有很好应用前景 。
天然橡胶耐热性能研究进展
毕业设计（论文）天然橡胶耐热性能研究进展Heat resistance of natural rubber research班级：材料工程系高分子应用105 学生姓名：李振学号： 10020509 指导教师：张琳职称：教师导师单位：徐州工业职业技术学院材料工程系论文提交日期：二零一一年十一月二十二日摘要本次课题研究的主要内容是围天然橡胶耐热性能研究进展展开的。
自橡胶工业开始以来，天然橡胶一直是一种应用最广泛的原料。
尽管今天已有大量的合成橡胶问世，但天然橡胶仍是一种任何合成橡胶不能取代的，具有综合的独特性能的材料，这些性能包括高撕裂强度，耐切割，耐磨和高弹性等。
虽然天然橡胶有许多优点，但也有缺陷而限制其使用，它们是低的耐热性和不耐许多的润滑剂。
同时，当这些材料失效时，常通过硫化复原而失效，可使应用它的场合产生污染和出现必须处理的问题。
由于上述原因，配料人员要想得到能耐热耐油的弹性体，不得不失去一些必要的弹性和撕裂性能，而现有的合成橡胶要获得天然橡胶这些必要的性能，就要花大成本甚至不能实现。
研究表明，采用亚硝基苯酚和双异氰酸酯作用制备的产物作为一种新型硫化剂，它被命名为“Novor”结果表明，随着Novor用量的减少，天然橡胶的耐热性增加，不足的是，Novor 用量的增加，撕裂性能、拉伸性能等变差，同时也降低了硫化速度，增加了生产成本。
关键词：天然橡胶耐热性能硫化剂NovorSummaryThe main content of the research around the heat resistance of natural rubber research started.Since the beginning of the rubber industry, is a natural rubber has been the most widely used raw materials. Although today there are a lot of the advent of synthetic rubber, natural rubber, but still a no no substitute for synthetic rubber, with the unique properties of composite materials, these properties include high tear strength, resistance to cutting, abrasion, and high flexibility. Although there are many advantages of natural rubber, but there are defects limit its use, they are low heat resistance and intolerance of many of the lubricant. Meanwhile, when the failure of these materials, often by curing the failure recovery, can apply it where pollution and there have to deal with. For these reasons, people want to get to the ingredients heat oil resistant elastomer, have to lose the necessary flexibility and tear resistance, and the existing natural rubber, synthetic rubber to obtain these necessary performance, it would take a large cost can not be achieved even . Studies have shown that the use of nitroso-phenol, and isocyanate dual role of the product prepared by a new type of curing agent as it was named "Novor" The results show that, with Novor reduce the amount of natural rubber increased heat resistance, less than the , Novor increased use, tear resistance, tensile properties and other deterioration, but also reduces the cure rate, increased production costs.Keywords:Natural Rubber Heat resistance Curing agent vul Novor目录第一章概述 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究意义及目的 (1)第二章原材料准备及试验设备 (2)2.1原材料的准备与称量 (2)2.1.1 天然橡胶的基本特性及来源 (2)2.1.2其它原材料的简介 (2)2.2试验设备及仪器 (3)第三章试验部分 (4)3.1橡胶配方基础 (4)3.1.1试验用基础配方 (5)3.2试验过程与工艺要求 (5)3.2.1试验工艺流程图 (5)3.2.2塑炼 (6)3.2.3混炼 (6)3.2.4硫化 (6)3.2.5试样的准备 (6)3.3试验方法及要求 (7)3.3.1 门尼粘度试验 (7)3.3.2硫化特性测定 (7)3.3.3冲击弹性 (7)3.3.4硬度 (8)3.3.5密度 (8)3.3.6阿克隆磨耗 (8)3.3.7拉伸性能 (9)3.3.8撕裂性能 (9)3.3.9热氧老化性能 (9)3.4橡胶物理机械性能测试 (9)第四章数据分析与讨论 (10)4.1数据分析 (10)4.2 讨论 (11)参考文献 (12)致谢 (12)第一章概述1.1课题研究背景自橡胶工业开始以来，天然橡胶一直是一种应用最广泛的原料。
天然橡胶的性能
天然橡胶的性能天然橡胶有什么成效天然橡胶的性能1.天然橡胶的化学性能天然橡胶是不饱和橡胶，容易与硫化剂发生硫化反应（构造化反应），与氧、臭氧发生氧化、裂解反应，卤素发生氯化、溴化反应，在催化剂和酸作用下发生环化反应等。
但由于天然橡胶是高分子化合物，所以它具有烯类有机化合物的反应特性，如反应速度慢，反应不完全、不均匀，同时具有多种化学反应并存的现象（如氧化裂解反应和构造化反应）等。
在天然橡胶的各类化学反应中，最重要的是氧化裂解反应和构造化反应。
前者是生胶开展塑炼加工的理论根底，也是橡胶老化的原因所在；后者则是生胶开展硫化加工制得硫化胶的理论依据。
而天然橡胶的氯化、环化、氢化等反应，则可应用于天然橡胶的改性方面。
2.天然橡胶具有优异的综合物理机械性能天然橡胶在常温下具有良好的弹性。
这是由于天然橡胶分子链在常温下呈无定形状态，分子链柔性的缘故。
其密度为0.913g/cm3，弹性模量为2-4Mpa，约为钢铁的三万分之一，而伸长率为钢铁的300倍，最大可达1000%，在0-100°C范围内，天然橡胶的回弹性可以到达50%-85%以上。
3.热性能天然橡胶常温为高弹性体，玻璃化温度为-72°C，受热后缓慢软化，在130-140°C开始流动，200°C左右开始分解，270°C剧烈分解。
天然橡胶具有很高的机械强度，分子构造规整性好，外力作用下可以发生结晶，为结晶橡胶，具有自补强性。
纯胶硫化胶的拉伸性能仅此于聚氨酯橡胶，可以到达17-25Mpa，经过炭黑补强后可到达25-35Mpa，300%定伸应力可以到达6-10Mpa，500%定伸应力为12Mpa以上，撕裂强度可以到达95kN/m，在高温（93°C）下强度损失为35%左右。
4.其他性能天然橡胶还具有很好的耐屈挠疲劳性能，纯胶硫化胶屈挠20万次以上才出现裂口。
其原因是滞后损失小，多次变形生热低。
耐磨性、耐寒性较好，具有良好的气密性，渗透系数为2.969*10-12H2（s . Pa）-1,同时具有良好的防水性、电绝缘性和绝热性。
橡胶的物理与化学改性
乙烷溶液中加入 5 % ~ 15 % N羧基谷氨酸盐并 引发谷氨酸盐聚合直至生成填充剂粒子。谷氨 酸盐 ( 5 % ) 可在其他性能不变的情况下使模量 提高 90 %。 将纳米粒子 BaSO 4 与 25 . 7 M Pa , 撕 裂 强 度 由 104 . 7 kN /m, 磨 耗 由
3
+
的甲苯
溶 液 混 合。 橡 胶 强 度 由 20 . 2 M Pa 升 至 77 kN /m 增 至
第 35 卷第 7 期
江畹兰. 橡胶的物理与化学改性 可提高丁腈橡胶的耐磨性。在氟橡胶 也可见到类似的效应 (见表 1)。
21 中
以双官能硝基芳香胺改性的炭黑可提高橡 胶的粘合强度。 曾用白炭黑 ( 通常在溶剂存在下 ) 处理炭 黑至炭黑表面白炭黑含量为 0 . 1 % ~ 50 % 。在 所有这种情况下, 在胶料中都引入了硅烷偶联 剂 ; 或者二烯类橡胶含有硅烷端基。此种橡胶 的滞后性能都有所改善。 目前经常将白炭黑改性。例如, 添加 3, 3 双 -(三羟乙基甲硅基丙基 ) 二硫化物或 1 , 2 二 羟基-2 , 2 , 4 三甲基二羟基喹啉和双 -( 3羟乙基 甲硅基丙基 ) 四硫化物或含硅烷改性剂的脂肪 胺 , 可增强白炭黑与生胶的作用。 用丙烯醇或 含乙烯基 的硅烷偶 联剂改性 Si O 2。将此种改性了 的 SiO2 加入到 含过氧化 二异丙苯的三元乙丙胶中 , 可提高填料的活性。 二硝基二胺可增强生胶与炭黑和白炭黑的 作用, 并能使 硫化胶的撕裂 强度提高 , 生热下 降。 用二异丙基硫磷化物处理含 OH 基的白炭 黑可提高天然橡胶的强度。 含 10~ 250 份白炭黑及 2 -无水氧乙基苯氧 基乙酸盐的二烯类橡胶也具有较高的强度。 含有用磷酸处理的漆树果的液汁和炭黑及 白炭黑的天然橡胶具有较高的力学性能。 也有将聚乙烯胺、 聚乙烯醇及烷基苯基酚 醛树脂的混合物在 52~ 80 下加工分散, 然后 涂于 S i O 2、 高岭土及沸石上。 为了改善填充剂的作用 , 对白垩进行表面 处理并将其加到羧基胶乳中。将它加往氯丁橡 胶中可提高强度。用硅烷化合物改性细分散的 滑石粉和硅灰石。添加有白炭黑的、 用过氧化 物硫化的硅橡胶的强度也有所提高。 常用表面 活性 剂来处 理 许多 填充 剂 ( 如 Ti O 2、 CaCO 3、 SiO2 及炭黑等 ) 的表面, 使其分散 良好。在气体放电下处理填充剂以活化其表面 是非常有效的。此种处理可在惰性气体介质中 进行, 也可在 单体气体中进 行, 随后 与聚合物 ( 二甲基甲基苯基硅烷、 环氧化聚氨酯 )作用。 另一改性方向是利用纳米填充剂 , 包括在 聚合物本体中生成的纳米填充剂。例如 , 纳米 石墨粉可明显地提高橡胶的耐疲劳性能, 降低 生热, 且石墨的成本比炭黑低 25 % ~ 30 % 。含 多种化学试剂的纳米 金钢石粉 ( 爆压法炭黑 )
环氧化天然橡胶改性淀粉／天然橡胶复合材料性能的研究
性 能 。
脂酸 黄
１ ， 防老 剂 ＲＤ １ ， 防老剂 ４ ０ １ ０ ＮＡ １ ， 硫 １ ． ４ ， 促进 剂 Ｃ Ｚ １ ． ７ ， 促进剂 Ｄ ２ 。其 中
Ｅ ＮＲ 一 ２ ５ ／ ＮＲ并 用 比分 别 为 Ｏ ／ ｌ Ｏ Ｏ ， ２ ． ５ ／ ９ ７ ． ５ ， ５ ／ ９ ５ ， ７ ． ５ ／ ９ ２ ． ５和 １ ０ ／ ９ ０ ， 配 方 编号 分 别 为 Ｅ １ ， Ｅ ２ ，
（ １ ． 华南 理工 大学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ４ ０ ； ２ ． 中 国热 带 农 业 科 学 院 农 产 品 加 工 研 究 所 农 业 部 热 带
作 物 产 品 加 工重 点 开放 实 验 室 ， 广东 湛江
５ ２ ４ ０ ０ １ ）
１ ． ４ 试 样 制 备
Ｅ ＮＲ 一 ２ ５ ， 中国热带农 业 科学 院农 产 品加工 研 究所 产 品 ； ＮＲ， 牌 号 ＲＳ Ｓ ３ ， 泰 国产 品 ； 玉 米 淀 粉， 食 品级 ， 河 北 昌黎县 淀粉 厂产 品 。
１ ． ２ 试 验 配 方
ＮＲ ／ Ｅ ＮＲ 一 ２ ５ １ ０ ０ ， 淀 粉 ３ Ｏ ， 氧化 锌 ５ ， 硬
Ｅ３ ， Ｅ４和 Ｅ５ 。
１ ． ３ 试验 设 备和仪 器
ＵＲ ２ ０ ３ ０型 无 转 子 硫 化 仪 ， 中 国 台湾 优 肯 科 技 股 份有 限公 司 产 品 ； ＶＩ ｓ ｃ Ｏ— Ｅ Ｌ ＡＳ Ｔ ＯＧＲ ＡＰ Ｈ
型橡胶 加 工分 析 仪 ， 德 国高 特 福 公 司产 品 ； Ｄ ＭＡ
天然橡胶材料的改性研究
天然橡胶材料的改性研究天然橡胶作为一种广泛应用的天然高分子材料，被广泛应用于轮胎、橡胶管、橡胶板等领域。
然而，天然橡胶的应用范围受到其性能限制。
在某些特殊环境下，例如高温、低温、极端环境等，天然橡胶材料的性能无法满足需求，因此改性研究成为了发展的热点。
一、环境友好型改性天然橡胶材料与环境友好型改性密切相关，其生产和应用过程中对环境产生的负面影响成为了制约其可持续发展的关键因素。
环境友好型改性的研究主要集中于改善天然橡胶材料的加工性能和机械性能，同时减少对环境的污染。
一种值得推广的改性方法是采用水性改性剂，其优点是绿色环保、无害无毒、易于处理等。
水性改性剂的应用可有效改善天然橡胶材料的加工性，提高材料的强度、耐磨性、减震性等性能。
二、改性增强型改性增强型指的是通过添加改性剂提高天然橡胶的机械性能，并增加其耐高温、耐低温、耐油污等性能。
目前研究人员普遍采用的方法是增强型改性剂的应用，将其加入天然橡胶材料中，从而提高材料的机械性能和耐久性。
增强型改性剂有机硅、纳米硅酸钙等。
其中，有机硅改性剂是一种广泛应用的改性剂，并且具有良好的特性，例如催化活性高、热稳定性好等，已经在医疗、食品和化妆品等领域得到广泛应用。
三、多功能型改性由于天然橡胶材料所具有的机械性能、耐磨性和耐热性等特征，其在制造工业中有着不可替代的作用。
但在某些特殊领域中，天然橡胶材料的性能要求更加严格，如医疗、生物学等领域需求弹性好、生物源性好的高性能天然橡胶。
天然橡胶材料的多功能型改性是一种值得研究的方向，其目的是应用于多种领域，满足不同行业对材料的特殊性能需求。
一种有效的改性方法是将多种改性剂混合使用，从而提高天然橡胶材料的多种性能，例如弹性、耐磨性、耐老化等。
综上所述，天然橡胶材料的改性研究是当今材料科学研究中的重要议题之一，主要抓住材料的性能改良和多功能化方向。
环境友好型改性、增强型改性和多功能型改性等是实现橡胶材料性能改良的有效途径。
天然橡胶的力学、超声、介电与物理性能
天然橡胶的力学、超声、介电与物理性能王进，杨柳校译（株洲时代新材料科技股份有限公司，412007）摘要：通过超声频谱和电介质频谱研究了硬脂酸锌（ZnSt）对天然胶NR性能的影响。
加入ZnSt后，提高了胶料的断裂应力和模量，改善了胶料的力学性能。
根据2MHz实验条件下的超声测试结果表明，ZnSt对NR的纵向和横向超声速，弹性模量，硬化度等也有影响。
宽频介电松弛（0.01Hz－10MHz）表明，与白色填料相比，加入ZnSt提高了NR的弹性模量ε′，并且ZnSt可以在更高温度下在离子范畴作增塑剂。
关键词：天然胶，氧化锌，硬脂酸，硬脂酸锌，应力-应变，溶胀，SEM，超声，介电性天然胶（NR）由于具有优良的黏结性能、硫化后强度、高拉伸强度和抗裂纹扩展性能，在橡胶工业中占有独特的地位。
这些特征归因于NR在拉伸时迅速结晶的能力[1]。
NR主要由顺-1,4-聚异戊二烯和少量非橡胶成分，以及连接在高聚物链上的特征基团组成。
存在于聚合物中的长链脂肪酸及脂肪酸脂等非橡胶组分，使NR的物理机械性能得以增强。
人们也普遍认为这些化合物对天然胶的结晶行为有重大影响[2]。
为改善橡胶的性能，应加入某些助剂，如硫化促进剂，活化剂，防老剂和软化剂等。
生胶中填加少量添加剂，能够影响混炼胶的电性能，机械性能和超声性能。
另一方面，硫化促进剂，活化剂常用于硫化促进体系的活化以提高硫化速率，使硫化效率更高。
人们认为它们以某种方式与促进剂迅速反应形成配合物。
该配合物能更有效的活化混炼胶中的硫磺，所以提高了硫化速率，并且从硫化促进体系中得到最大硫化效率改善了产品质量。
引入离子基团可以使聚合物改性。
离子化聚合物，也被称为离聚物，在各种应用领域有着巨大的潜力。
离子化橡胶在一定环境条件下，表现出中到高的拉伸强度，撕裂强度和伸长率。
由于加热可以使离子交联，因此可以像热塑性塑料一样加工[3] 。
本实验的目的是系统研究NR在ZnO/脂肪酸（硬脂酸）或在不同浓度的ZnSt（脂肪酸盐）的条件下硫化时，NR的介电，超声，力学性能和流变行为。
NR与SBR并用的研究进展及其应用
NR与SBR并用的研究进展及其应用1. 前言NR的结构特点及其应用通常我们所说的天然橡胶，是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。
天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式是（C5H8）n,其橡胶烃（聚异戊二烯）含量在90％以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。
由于天然橡胶的分子链中含有不饱和双键，所以天然橡胶是一种化学反应活性较强的物质，光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化，不耐老化是天然橡胶的致命弱点；但是，添加了防老剂的天然橡胶，有时在阳光下曝晒两个月依然看不出多大变化，在仓库内贮存三年后仍可以照常使用。
天然橡胶有较好的耐碱性能，但不耐浓强酸。
由于天然橡胶是非极性橡胶，只能耐一些极性溶剂，而在非极性溶剂中则溶胀，因此，其耐油性和耐溶剂性很差，一般说来，烃、卤代烃、二硫化碳、醚、高级酮和高级脂肪酸对天然橡胶均有溶解作用，但其溶解度则受塑炼程度的影响，而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。
天然橡胶在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，并且因为是非极性橡胶，所以电绝缘性能良好。
由于天然橡胶具有上述一系列物理化学特性，尤其是其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，并且经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，所以天然橡胶具有广泛的用途。
例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管、避孕套；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。
目前，世界上部分或完全用天然橡胶制成的物品已达7万种以上(1)。
天然橡胶综述
天然橡胶概述摘要：本文介绍了天然橡胶的物理和化学性能、配合体系、改性和产品实例等关键词：天然橡胶配合改性产品橡胶按其来源，分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
天然橡胶取之于橡胶树，起源较早。
合成橡胶系人工合成，发展较晚，随着石油化工的兴起，获得了大量廉价原料之后，才迅速发展起来。
本文主要介绍天然橡胶的一些性质、配方、改性、产品等。
【1】1．天然橡胶的来源自然界合橡胶成分的植物有400种之多，大部分生长在热带地方。
目前产胶量最多、质量最好的为人工种植的三叶橡胶树。
一般所说的天然橡胶，就是指这种橡胶树所产的胶。
除此之外还有：硬性天然橡胶、马来树胶及杜仲。
硬性天然橡胶和三叶橡胶树所产的胶为同分异构体(前者为反式聚异戊二烯橡脱后者为顺式聚异戊二烯橡胶)。
它的热塑性、电绝线性、耐水性较添适用于海底电缆包层、耐酸制品及电工材料等方面。
杜仲的经济价值表现在：播种两年后即可开始割脱以后每年均可采集叶子和果实提取，随树龄增长，还可以从树皮、根皮提耿生胶产量增加。
因此，杜仲在我国的种植和发展也是有前途的。
其他合橡胶植物如木薯橡胶树、印度榕橡胶树、丝橡胶树、银叶橡胶菊和橡胶草等，由于其本身经济技术指标较低，加工困难逐渐趋向淘汰。
2.天然橡胶的品种和制法天然胶乳除直接用于胶乳工业外，绝大部分还是经凝固、压片制造天然生胶(或称干胶)，以便于运输，提供工厂使用。
天然橡胶按贫制造方法不同，可分为若干种，将其列为下表：上述的各种橡胶常用者主要为烟片和皱片(白皱片、褐皱片)。
3.天然橡胶的组成天然橡胶由橡胶烃和非橡胶物质组成。
以烟片胶为例，其化学组成如下表所示。
通过对橡胶烃的热分解研究，确定橡胶烃是以异戊二烯为单体的高聚物。
这种聚合物具有直链状的分子结构。
而非橡胶成分包括水分、灰分、蛋白质类及丙酮抽出物等，含量很少且不固定，随树种、环境、树龄、采胶季节和加工条件而变化。
但其对橡胶的加共及制品质量都有一定影响。
天然橡胶的化学式(1)水分生胶含水量，因制造时干燥的程度、贮存时的温度与湿度、非橡胶成分的吸水性，而有所不同。
Si747原位改性单分散白炭黑补强天然橡胶的性能研究
Ｓｉ７４７ 原位改性单分散白炭黑补 强天然橡胶的性能研究∗
夏立建 １ ꎬ 何 洋 ２ ꎬ 阚 泽 １∗∗
(１. 青岛科技大学高分子科学与工程学院ꎬ 山东省教育厅生物基高分子材料重点实验室ꎬ 山东青岛 ２６６０４２ꎻ ２. 公牛集团股份有限公司研究院ꎬ 浙江慈溪 ３１５３１８)
摘要: 采用 Ｓｉ７４７ 在液相体系中对自制单分散白炭黑表面进行改性ꎬ 利用乳液共混技术制备了天然橡 胶 ( ＮＲ) 复合材料ꎬ 并通过橡胶加工分析、 动态力学分析、 透射电镜等测试手段对复合材料的结构与性能 进行表征ꎮ 结果表明ꎬ 与未改性白炭黑相比ꎬ 改性单分散白炭黑所得胶料的焦烧时间和工艺正硫化时间均 缩短ꎬ 促进了橡胶的硫化ꎻ 改性单分散白炭黑 / ＮＲ 硫化胶的拉伸、 撕裂强度增大ꎬ 回弹性和耐磨性增加ꎬ 压缩生热降低ꎻ 改性前后ꎬ 大粒径白炭黑复合材料 Ｐａｙｎｅ 效应均较低ꎻ 改性小粒径白炭黑抗湿滑性不如改 性大粒径白炭黑 / ＮＲ 硫化胶ꎬ 但滚动阻力表现更优ꎮ
白炭黑是橡胶领域中用量和补强效果仅次于 炭黑的一种填充补强剂ꎮ 随着全球能源危机以及 人们对环保的重视ꎬ 绿色轮胎的研究及开发成为 了轮胎行业关注的焦点 [１ －２] ꎮ 然而ꎬ 白炭黑比 表面积大ꎬ 且表面存在大量羟基ꎬ 粒子间易团 聚ꎬ 削弱了填料 － 橡胶的相互作用以及其在橡胶 基体中的分散ꎬ 最终影响产品的应用性能 [２ －３] ꎮ 另外ꎬ 随着大量的白炭黑添加进橡胶基体ꎬ 黏度 迅速上 升ꎬ 造 成 加 工 困 难ꎬ 甚 至 损 坏 机 器 [１] ꎮ 为克服以上问题ꎬ 首先可采用不同硅烷偶联剂来 屏蔽或 减 少 白 炭 黑 表 面 羟 基ꎬ 以 改 善 补 强 效 果 [４ －５] ꎮ 其次ꎬ 乳液复合技术能提高白炭黑在 橡胶基体中的分散性ꎬ 同时能避免粉尘飞扬ꎬ 降 低能耗ꎬ 对加工机械伤害更小 [２] ꎮ 最常用的硅 烷偶联剂为双 － ( γ － 三乙氧基硅基丙基) 四硫 化物( Ｓｉ６９ ) [４ － ５] ꎮ 由 于 Ｓｉ６９ 的 结 构 当 中 含 有 ４ 个硫原子ꎬ 在胶料加工过程中容易出现焦烧ꎬ 且 其存在储存安全性差等问题 [６] ꎮ 所以对新型硅 烷偶联 剂 的 需 求 逐 步 提 升ꎬ 如 含 硫 少 的 Ｓｉ７５ꎬ Ｓｉ７４７ [７] 或者对硫有屏蔽作用的 ＮＸＴ [８] 硅烷偶联 剂引起人们极大的兴趣ꎮ
天然橡胶改性
图2 ENR的1H-NMR
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环氧化橡胶
2.红外（IR）分析法 环氧基团的反对称伸缩振动峰在870cm-1处，随环氧程度增加，此 峰 的吸收强度增加。 原理为： Lam-beer 定律：物质对光的吸收度与吸收层的厚度和物 质的浓度乘积成正比。
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天然橡胶改性
天然橡胶结构缺点，限制橡胶应用范围，故天然橡胶改性就显 得尤为重要。 化学改性方法
氯化橡胶 天然 橡胶 环氧化橡胶 接枝橡胶 基于C=C双键 Southeast University 5
改性 橡胶
环氧化橡胶
环氧化天然橡胶（ENR）是NR经化学改性，在橡胶分子链的部分双 键上接上环氧基制得。环氧基引入，使橡胶分子极性增加，分子间 作用力增强，显示出优良性质：良好气密性、耐油性、与其它材料 具有较好粘合性、与其它高聚物较好相容性。
环氧化橡胶
ENR反应机理 主反应：
副反应： 1.水解与酸解反应
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环氧化橡胶
2.环化反应
副反应是影响ENR工业化主要障碍。目前，控制副反应发生，通常 采用的是过氧酸在较为缓和条件发生。 Southeast University 9
环氧化橡胶
由于副反应产生，环氧基团量的测定显得尤为重要。 波谱分析法 利用烯烃与环氧基 1. 质子化学位移积分 5.14ppm 2.70ppm 面积计算环氧化程 度：
① 低剪切速率下，表现牛顿流体特 性。 ② 高剪切速率下，表现剪切变稀， 即假塑性流体特性。 ③ ENR表观粘度相比NR，下降幅度低。 Southeast University 16
ENR流变行为
天然橡胶性能检测
天然橡胶性能检测——天然橡胶成分分析一.天然橡胶的定义（1）天然橡胶的化学性质天然橡胶是不饱和橡胶，容易与硫化剂发生硫化反应（结构化反应），溴与氧、臭氧发生氧化、裂解反应，与卤素发生氯化、化反应，在催化剂和酸作用下发生化学反应等。
（003）但由于天然橡胶是高分子化合物，所以它具有烯类有机化合物的反应特性，如反应速度慢，反应不完全、不均匀，同时具有多种化学反应并存的现象（如氧化裂解反应和结构化反应）等。
在天然橡胶的各类化学反应中，最重要的是氧化裂解反应和结构化反应。
前者是生胶进行塑炼加工得理论基础，叶酸橡胶老化的原因所在；后者则是生胶进行硫化加工制得硫化的理论依据。
而天然橡胶的氯化、环化、氢化等反应，则可应用于天然橡胶的改性方面。
（2）天然橡胶具有优异的综合物理机械性能天然橡胶在常温下具有很好的弹性。
这是由于天然橡胶分子链在常温下呈无定形状态，分子链柔性好的缘故。
其密度为0.913g/cm，弹性模量为2-4MPa，约为钢铁的三万分之一，而伸长率为钢铁的300倍，最大可达1000%。
在0-100度范围内，天然橡胶的回弹性可达到50%-85%以上。
（3）热性能天然橡胶常温为高弹性体，玻璃化温度为-72度，受热后缓慢软化，在130-140度开始流动，200度左右开始分解，270度剧烈分解。
（4）耐介质性介质是指油类、液态的化学物质等。
天然橡胶不耐环己烷、汽油、苯等介质，不溶于极性的丙酮、乙醇等，不溶于水，耐10%的氢氟酸，20%盐酸，30%硫酸，50%的氢氧化钠等。
不耐浓强酸和氧化性强的高锰酸钾、重酸钾等。
（5）良好的加工工艺性能天然橡胶由于相对分子质量高、相当分子质量分布宽，分子链易于断裂，再加上生胶中存在一定数量的凝胶分子，因此很容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型等。
二：同科研究所提供的服务（0614）同科研究所提供天然橡胶成分检测、天然橡胶配方分析测试、橡胶性能检测、橡胶老化检测等。
本所通过CNAS、CMA权威认证，依托橡胶“黄埔军校”—青科大，竭诚对外提供，塑料成分分析、塑料成分检测、橡胶配方分析、配方改进与设计、橡胶性能检测、产品研发、工业诊断。
橡胶材料第三章橡胶的共混与改性
ΔGm＝ΔHm-TΔSm≤0 (7-1)
式中 ΔHm-混合热；ΔSm-混合熵；T-绝对温度。 二元聚合物共混时，混合熵可用式(7-2)表示。
ΔSm＝-R(n1lnφ1+n2lnБайду номын сангаас2) (7-2)
式中 n1 ，n2-分别为共混聚合物组分的物质的量； Φ1 ，Φ2—分别为共混聚合物组分的体积分数；R-气体常数。
第七章 橡胶的共混与改性
将两种或两种以上的不同橡胶或橡胶与合成树脂，借助机械力的作用 掺混成一体，用以制造各种橡胶制品，称为橡胶机械共混或橡胶的并用。 共混已成为橡胶改性的有效和重要手段。
第一节 概 述 一、橡胶共混的目的和意义 ? 改善橡胶的使用性能和／或加工性能
橡胶共混的主要目的是改善现有橡胶性能上的不足。例如天然橡胶， 因具有良好的综合力学性能和加工性能，被广泛用应用，但它的耐热氧老 化性、耐臭氧老化性、耐油性及耐化学介质性欠佳。
三、聚合物相容性的预测 当决定将一种聚合物与另一种聚合物进行共混改性时，首先要对这两种
聚合物相容性的程度进行预测，以判断共混工艺的可行性。如果两种聚合物 有一定的相容性或相容性良好，可直接实施共混，否则应作增容共混处理。
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预测聚合物是否相容最常用的方法是溶解度参数相近程度判断法，原 理如式(7-3)所示。两种聚合物的溶解度参数相差越小，越有利于ΔGm＜ 0 ，故相容性越好。对大量聚合物共混体系的研究发现，当两种聚合物的 溶解度参数之差大于0.5以后，两种聚合物便不能以任意比例实现工艺相 容，多数情况会出现相分离。
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除了上述无规共聚物以外，某些嵌段共聚物或接枝共聚物也是常用的非 反应型相容剂。
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。
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天然橡胶改性及其性能分析研究
近年来，天然橡胶的改性成为了研究的热点之一。
天然橡胶主要来源于橡树，
是一种天然高分子材料。
在橡胶制品的生产中，为了满足特定的要求，通常需要对天然橡胶进行改性。
本文将介绍天然橡胶改性及其性能分析的研究。
一、天然橡胶的改性方法
目前，天然橡胶的改性方法主要包括以下几点：
1.物理改性
物理改性是通过改变天然橡胶的物理状态，如加热、拉伸、压缩等方式来实现
改性。
比如，加热可以使天然橡胶的流动性增强，并使其粘附性增强，从而使其与其他物质结合更紧密；拉伸可以增强天然橡胶的韧性和延展性；压缩可以使天然橡胶的强度增加。
2.化学改性
化学改性是通过向天然橡胶中添加化学药剂，如酸、碱或有机物质等来改变其
结构和性能。
比如，硫化是一种常用的化学改性方法。
硫化过程中，通过加热将硫化剂与天然橡胶中的双键反应，形成交联结构，从而使其力学性能提高。
3.生物改性
生物改性是通过利用微生物、菌类等生物体或其代谢产物，来对天然橡胶进行
改性。
比如，利用微生物酵素或酸水解液等对天然橡胶进行水解反应，得到水解天然橡胶，其性能比天然橡胶更优异。
二、天然橡胶的性能分析
天然橡胶的改性不仅是为了提高其特定性能，还可以对其进行全面的性能分析。
下面将介绍一些常见的天然橡胶性能指标：
1.拉伸性能
强度和延伸率是评价天然橡胶拉伸性能的重要指标。
天然橡胶可以在拉伸状态下保持较高的强度，同时可以在一定程度内进行延伸。
2.耐热性
天然橡胶的耐热性指其在高温环境下的物理和化学稳定性。
这个性能与天然橡胶结构有关，其中硫化交联结构对耐热性的提升有很大的帮助。
3.耐寒性
天然橡胶的耐寒性指其在低温环境下的物理和化学稳定性。
这个性能与天然橡胶结构有关。
4.氧化稳定性
天然橡胶中含有的自由基很容易和氧气发生化学反应，导致结构损坏。
因此，氧化稳定性也是一个重要的性能指标。
5.耐磨性
天然橡胶的耐磨性指其在磨损及摩擦环境下的性能表现。
天然橡胶可以承受一定程度的磨损和摩擦，但不同的改性方法会对其耐磨性产生不同的影响。
三、天然橡胶改性的发展趋势
天然橡胶作为一种重要的高分子材料，在未来的应用前景广阔。
当前，天然橡胶改性的研究涉及到多个领域，不断有新的方法和技术涌现。
下面将介绍一些天然橡胶改性的发展趋势：
1.生物改性
生物改性是近年来发展迅猛的领域之一。
通过利用微生物、菌类等生物体或其代谢产物，来对天然橡胶进行改性。
这种方法具有成本低、环保等优点，未来将成为天然橡胶改性的重要方向。
2.智能改性
智能改性是通过在天然橡胶中添加响应物质，如温敏材料、pH敏感材料等，从而实现可控性强、多功能化的改性效果。
这种方法可以在不同的环境条件下，让天然橡胶表现出不同的性能。
3.多元化改性
多元化改性是将多种改性方法结合起来，形成复合改性的效果。
这种改造方法可以在满足特定要求的同时，兼顾天然橡胶的其他性能，提高综合性能。
四、结语
本文主要介绍了天然橡胶改性及其性能分析的研究。
天然橡胶的改性是一个复杂而又不断进展的领域，未来将会有更多的方法和技术应用在其中。
了解和掌握这些方法，对于促进天然橡胶及其制品的研发和应用具有重要意义。