以天然橡胶为基体制备磁流变弹性体(MRE),研究MRE的Payne效应及磁感应强度和磁流变效应.扫描电子显微镜分析得出,对于羰基铁粉质量分数最大(81.67%)的MRE,羰基铁粉分布密集,出现羰基铁粉团聚现象.流变仪测试结果表明:随着羰基铁粉质量分数的增大,MRE的Payne效应和磁流变效应增强;随着应变的增大,MRE的储能模量减小,损耗因子增大.
针对目前轮胎成型设备对自动化卸胎装置减小安装空间等的要求,设计了一种胎坯水平放置、供料架后方自动卸胎装置.本后卸胎式自动卸胎装置包括龙门架结构、卸胎支撑辊结构、胎坯水平翻转结构及抓胎结构.该装置提高了轮胎成型设备卸胎的自动化水平,避免了人工干预,实现了胎坯水平放置,提高了轮胎的生产效率和良品率,减小了轮胎成型设备的占地面积.
研究芳纶浆粕对炭黑N990/氟醚橡胶复合材料的物理性能、微观结构和耐低温性能的影响,为高性能氟醚橡胶复合材料的开发提供参考.结果表明:添加1份未经热处理芳纶浆粕和热处理芳纶浆粕的氟醚橡胶复合材料的硫化特性和动态力学性能无明显变化,100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度提高;热处理芳纶浆粕在橡胶基体中的分散性和与橡胶基体的界面粘接性较好,对氟醚橡胶复合材料的补强效果更为显著;添加1份未经热处理芳纶浆粕和热处理芳纶浆粕对氟醚橡胶复合材料的耐低温性能影响较小,可在保持氟醚橡胶复合材料良好的耐低温性能的基础上提高其物理性能.
研究低温改善剂LTS(简称LTS)在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用,并与液体丁二烯橡胶进行对比.结果表明:使用LTS的胶料的硫化特性、物理性能、动态力学性能、耐低温屈挠性能与使用液体丁二烯橡胶的胶料相当,轮胎的冰雪地制动性能相近;使用LTS替代液体丁二烯橡胶可以在保持胎面胶性能的同时降低原材料成本.
针对现有橡胶件密封无法实现可拆卸与快速成型问题,利用现有的3D打印材料热塑性聚氨酯弹性体(TPU)并结合多层过盈联接薄壁圆筒结构设计了防水外壳模型,通过有限元分析软件Abaqus建立了防水外壳有限元轴对称模型,对外壳装配后的接触压力和应力以及径向位移的大小和分布进行分析.结果表明,以TPU为材料的多层过盈联接薄壁圆筒防水外壳的接触应力分布于4个纵向接触面上,接触应力最大值达到1.767 MPa,满足IP×7级防水接触应力要求.本研究为弹性元件密封结构的设计提供了新思路.
以过氧化二异丙苯(DCP)为硫化剂,制备环氧化天然橡胶(ENR)/丁腈橡胶(NBR)并用胶,并对其性能进行研究.结果表明:ENR/NBR并用比和硫化剂DCP用量对ENR/NBR胶料的焦烧时间和硫化速度影响不大;当硫化剂DCP用量为3份、ENR/NBR并用比为5/95～15/85时,ENR/NBR硫化胶的物理性能比NBR硫化胶有一定提高;当ENR/NBR并用比为20/80、硫化剂DCP用量为2份时,ENR/NBR硫化胶的拉伸强度和拉断伸长率最大;滞后损失分析得出ENR/NBR硫化胶在拉伸过程中消耗了更多能量.
采用聚醚胺D400(简称D400)改性氧化石墨烯(GO),制备D400-GO/环氧化溶聚丁苯橡胶(ESSBR)复合材料,并对其结构和性能进行研究.结果表明:通过傅里叶红外变换光谱和X射线光电子能谱分析确定D400成功地接枝到GO表面;接枝D400可以改善GO在ESSBR基体中的分散性,增强GO与ESSBR基体的结合能力;与GO/ESSBR复合材料相比,D400-GO/ESSBR复合材料的拉伸性能、抗湿滑性能、气密性和耐磨性能提高.
对桩腿对接缓冲器(LMU)内水平缓冲件(HE)进行了有限元分析.结果表明:对于钢筒及其内部沿圆周方向均匀分布的12个HE组成的LMU产品(简称产品),HE材料的泊松比越大,HE的刚度越大,但是变化幅度较小;HE与钢筒内壁的摩擦因数对HE的刚度有一定的影响,在HE装配完成后,须在其表面涂抹润滑脂以减小其与桩腿的摩擦因数;在HE中嵌入钢板并改变钢板的尺寸和位置、改变HE材料特质可以增大产品的刚度;采用12个HE沿钢筒圆周方向均匀分布的设计可满足产品的工程刚度要求,在两种极端工况下产品的刚度偏差在1.98%之内.本研究可以提高LMU的减震效果,有利于导管架桩腿结构在安装过程中不受破坏.
针对装甲车辆轻量化带来的车体装甲厚度减小以及在高盐雾、高低温、高湿热、强紫外照射等复杂使用环境对车辆的高可靠和长寿命密封需求,开展耐高低温和耐老化的密封材料、适应薄壳车辆大形变部件的密封结构、大尺寸发泡密封圈的整体成型工艺优化以及密封圈的密封性能评价方法研究.结果表明,经过密封技术体系优化的车辆密封圈能够满足车体被密封部件大形变下水密性和气密性要求,使用寿命延长25%以上.
选取4种不同丙烯腈含量的氢化丁腈橡胶(HNBR),研究丙烯腈含量对HNBR耐油性能和耐低温性能的影响.结果表明,随着丙烯腈含量的增大,HNBR硫化胶的拉伸强度和撕裂强度增大,4069液压油浸泡和热空气老化后的压缩永久变形增大,玻璃化温度和低温回缩10%的温度升高,-45℃压缩耐寒因数减小,耐低温性能变差.
利用Ansys Workbench的瞬态热模块对圆锥面导向的热板式活络模具与蒸锅式活络模具进行传热性能对比分析,并对蒸锅式活络模具的结构进行优化.结果表明:蒸锅式活络模具的温模时间比热板式活络模具更短,但热板式活络模具的花纹块最大温差比蒸锅式活络模具小,温度分布更加均匀;结构优化后蒸锅式活络模具的花纹块最大温差、块上下侧温差以及中部横向温差均减小,温度分布更加均匀.
概述导热凝胶的组成和导热机理,介绍硅系导热凝胶基体和非硅系导热凝胶基体以及陶瓷材料、碳基材料和复合填料作为导热填料的研究进展.导热凝胶具有热导率大,耐高低温性能和绝缘性能好,塑性、粘性和附着性强,且可重复使用等优点.导热凝胶综合性能提高的关键在于合理设计基体和填料的性质,基体的设计可以从聚合物的类型和相对分子质量及其分布、交联剂、扩链剂等方面进行,并从改变分子链的结构和排列等方面改性聚合物;填料的设计可以从提高导热性能方面进行,如对传统导热填料进行表面功能化以及设计复合填料.
针对轨道车辆用纵向止挡橡胶部件设计橡胶冷流道注射成型模具及硫化工艺,并通过正交试验方法对塑化温度、料筒温度、一段注射速度、冷流道温度4个工艺参数对产品自由高度及刚度的影响规律进行研究.结果表明,工艺参数对产品自由高度(或收缩率)影响由大到小的排序为塑化温度、料筒温度、一段注射速度、冷流道温度,而对产品刚度影响由大到小的排序为料筒温度、塑化温度、冷流道温度、一段注射速度.本研究可为橡胶冷流道注射成型工艺的推广应用提供参考.
非充气轮胎不存在爆胎风险,疲劳性能是其设计过程中重点关注的性能指标.本工作基于橡胶材料的疲劳裂纹扩展理论和临界平面分析法,运用Abaqus和Endurica软件联合仿真的有限元分析方法,进行了非充气轮胎弹性支撑体的疲劳寿命预测;系统分析了有限元网格类型及网格尺寸对非充气轮胎弹性支撑体的疲劳寿命的影响,从而为高性能、长寿命非充气轮胎的优化设计提供理论和技术支撑.
2023年国际橡胶会议(IRC2023)暨第19届中国橡胶基础研究研讨会于2023年11月7—9日在中国海口隆重召开.原化学工业部副部长、中国石油和化学工业联合会原会长李勇武,中国中化控股有限责任公司副总经理、首席技术官、中央研究院院长张方,中国科学院院士骆清铭,中国工程院院士蹇锡高、瞿金平、王玉忠和张立群,英国皇家工程院院士Phil Coates和James JC Busfield,国际橡胶会议组织(IRCO)执行主席Michael Clayton, IRCO秘书长Matthew Thornton博士,中国石油和化学工业联合会副会长傅向升,中国化工学会副理事长兼秘书长方向晨,天然橡胶生产国协会(ANRPC)秘书长Toh Heng Guan,以及来自中国、美国、德国、英国、日本、澳大利亚、印度、泰国等20个国家和地区的相关行业专家学者、企业负责人、技术人员近千人齐聚一堂,同台交流.
采用α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和气相法白炭黑为主要原料,制备交联剂(甲基三甲氧基硅烷与甲醇反应合成)质量分数分别为2%,4%和6%的超高层建筑用有机硅密封胶,并对其拉伸粘接性能进行研究.结果表明:3种不同交联剂质量分数的有机硅密封胶的理化性能达到指标要求;在盐雾老化试验中,随着老化时间的延长,添加4%交联剂的有机硅密封胶的拉伸粘接强度及其保持率始终保持较高水平,且粘接破坏面积率几乎为0;在紫外光照老化试验中,随着紫外光照时间的延长,添加4%交联剂的有机硅密封胶的拉伸剪切强度和转矩降幅相对较小;在热老化试验中,随着热老化时间的延长,添加4%交联剂的有机硅密封胶的粘度变化相对较小,且热老化温度较高(80℃)时撕裂强度也未大幅降低.因此,添加4%交联剂的有机硅密封胶的拉伸粘接性能较好,密封效果最佳.
以环烷基减二线馏分油为原料,采用自制及市售催化剂,通过加氢处理-临氢降凝-补充精制3段高压加氢工艺,制备满足HG/T 5085-2016指标要求的环烷基橡胶增塑剂N4006(简称N4006)并对各催化剂加氢性能进行对比.结果表明:采用自制加氢处理-临氢降凝催化剂ZQC-LC,通过高压加氢工艺,可以得到硫含量和氮含量满足贵金属补充精制进料要求且倾点较低、芳烃含量较小的2段加氢生成油;以2段加氢生成油为原料,分别采用市售贵金属催化剂A和B,通过高压加氢工艺,均可以得到各项关键性能达到HG/T 5085-2016要求的N4006,但采用贵金属催化剂B时,目标产品的收率更高;以2段加氢生成油为原料,采用自制非贵金属催化剂R难以制备出光、热稳定性合格的N4006;以2段加氢生成油为原料,采用非贵金属催化剂R-贵金属催化剂B,通过高压加氢工艺,在较高贵金属补充精制空速(2.5 h-1)下可以得到各项关键性能均达到HG/T 5085-2016要求的N4006,且该工艺催化剂成本较低.
采用乳液插层法制备有机粘土/天然胶乳(NRL)纳米复合材料(NRLCNs),研究有机粘土用量对NRLCNs拉伸性能的影响以及NRLCNs在不同拉伸方式、拉伸倍率和循环拉伸次数下拉伸诱导结晶行为的变化.结果表明:当有机粘土用量为4份时,NRLCNs的拉伸强度最大,为24.6 MPa,较纯NRL胶料的拉伸强度12.6 MPa增大了95%;有机粘土的加入有助于NRLCNs更快地发生拉伸诱导结晶,在一定范围内随着有机粘土用量的增大,NRLCNs的拉伸诱导结晶临界诱变点提前;经过不同拉伸倍率和循环拉伸次数预处理后,NRLCNs的拉伸诱导结晶临界诱变点发生不同程度的滞后;NRLCNs的拉伸强度随着多轴拉伸预处理循环拉伸次数的增大而增大,且经过相同预处理后,相同应变下NRLCNs的单轴拉伸强度大于多轴拉伸强度.
对轮胎阶梯式直压硫化内模具(简称内模具)的疲劳寿命进行有限元分析.结果表明:正常工况下内模具的疲劳寿命为7.682×105次,如果内模具一天24 h不停地工作,每次的硫化时间为20 min,两次硫化工序间隔为5 min,内模具的实际工作时长为29.2年;与传统硫化胶囊相比,内模具的疲劳寿命大幅延长,同时可以提高成品轮胎的硫化精度,改善硫化质量.
利用Abaqus软件对225/40R18轮胎阶梯式直压硫化内模具(简称内模具)的结构强度进行研究.结果表明:内模具在4.6 MPa的硫化压力下,最大应力出现在宽鼓瓦楔块滑块上,远小于滑块材料铍青铜的许用应力;内模具机构的最大变形位移为0.140 7 mm,其变形为弹性变形,对机构运动和轮胎质量不会产生影响;内模具的各零件的结构强度均满足设计要求.该研究可为阶梯式直压硫化内模具的工业化应用提供参考.
