橡胶结构与性能关系的研究

橡胶结构与性能关系的研究作者：哈恒欣，魏伯荣作者单位：哈恒欣(湖北红星化学研究所,湖北,襄樊,441003)，魏伯荣(西北工业大学高分子研究所,陕西,西安,710072)相似文献(10条)1.会议论文赵素合.张兴英.鲁建民.李锋星形中乙烯基聚丁二烯橡胶结构与性能研究1999该文研究了用自行发明的多有团有机锂引发体系一步法合成的星形中乙烯２基聚丁二烯橡胶（ＭＶＢＲ）的分子量、乙烯２基含量、偶联臂数对其加工流变性能、静态、动态力学性能的影响。结果表明，单臂分子量为８万，乙烯基含量为４９．７℅、平均偶联臂数为３．８时，胶料的加工流变性能优异，力学强度高，动态生热低，与线形ＭＶＢＲ和ＢＲ相比，星形ＭＶＢＲ的抗湿滑性好，滚动阻力明显低。星形结构ＭＶＢＲ是低生热轮胎胎面的理想用胶。2.期刊论文赵素合.张兴英.鲁建民.李锋.ZHAOSu-he.ZHANGXing-ying.LUJian-min.LIFeng星型中乙烯基聚丁二烯橡胶结构与性能研究-高分子材料科学与工程2001,17(2)研究了用自行发明的多官能团有机锂引发体系一步法合成的星型中乙烯基聚丁二烯橡胶(MVBR)的分子量、乙烯基含量、偶联臂数对其加工流变性能、静态、动态力学性能的影响。结果表明,单臂分子量为8万、乙烯基含量为49.7%、平均偶联臂数为3.8时,胶料的加工流变性能优异、力学强度高、动态生热低。与线型MVBR和BR相比,星型MVBR的抗湿滑性好、滚动阻力低。星型MVBR是低生热轮胎胎面的理想用胶。3.学位论文李宁子金属氯化物配位交联氢化丁腈橡胶结构和性能的研究2006氢化丁腈橡胶（HNBR）是近20年来发展起来的综合性能优异的耐油、耐热橡胶，在汽车、油田密封等方面都得到了广泛应用。HNBR是一种高饱和橡胶，其分子结构中含有少量或不含碳碳双键（C=C），HNBR传统的硫化体系是有机过氧化物硫化[2]。但由于有机过氧化物的化学稳定性差，使用和储存多有不便，另外，有机过氧化物硫化胶的热撕裂性能差。因此，探索HNBR新的硫化体系越来越受到人们的关注。本研究以金属氯化物二水合氯化亚锡（SnCl2.2H2O）、二水合氯化铜（CuCl2.2H2O）、六水合氯化铁（FeCl3.6H2O）、氯化锌(ZnCl2)作为交联剂（硫化剂），以高饱和HNBR为基体，从而研究HNBR的配位交联作用。首先进行了探索性试验，以SnCl2.2H2O、CuCl2.2H2O、FeCl3.6H2O、ZnCl2作为交联剂（硫化剂），研究了各种金属氯化物对HNBR的交联特性及其硫化胶的力学性能，同时对其交联过程的化学反应进行了红外光谱表征。研究结果表明四种金属氯化物作为硫化剂，在一定的温度下均可以使HNBR产生不同程度的交联（硫化）。在探索性研究的基础上，对HNBR/SnCl2.2H2O体系和HNBR/CuCl2.2H2O体系进行了进一步研究，主要研究工作包括硫化特性、硫化动力学以及硫化胶力学性能、溶胀特性、老化性能、光学性能等。研究表明：SnCl2.2H2O和CuCl2.2H2O均可有效地硫化HNBR，硫化胶具有良好的硫化特性和力学性能。SnCl2.2H2O作为硫化剂，在一定温度下可以使HNBR产生硫化，随着SnCl2.2H2O用量和硫化温度的提高，HNBR/SnCl2.2H2O混炼胶的硫化速度明显加快，硫化程度也不断提高。SnCl2.2H2O用量和硫化温度对于硫化胶的力学性能具有很大的影响。当SnCl2.2H2O用量为6份、试样在200℃下硫化20分钟时，硫化胶的拉伸强度可以达到最大值，为14.5MPa。因此，SnCl2.2H2O不但对HNBR具有硫化作用，而且还具有一定的增强作用。CuCl2.2H2O作为硫化剂，在一定的温度下可以使HNBR产生硫化。随着CuCl2.2H2O加入量的增加，硫化程度不断提高，而硫化速度则先增大后减小。CuCl2.2H2O用量和硫化温度对于硫化胶的力学性能具有很大的影响。随着CuCl2.2H2O的量的增加，HNBR/CuCl2.2H2O硫化胶的拉伸强度逐渐增加，当CuCl2.2H2O为20份时，拉伸强度达到18.0Mpa；说明CuCl2.2H2O不但对HNBR具有硫化作用，而且还具有相对SnCl2.2H2O更好的增强作用。同时，采用红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、电子自旋共振（ESR）、扫描电镜（SEM）等表征手段对交联过程的化学反应进行了表征，FTIR和ESR分析结果说明，金属氯化物之所以能够使HNBR产生硫化，是由于金属离子与腈基（-C≡N）氮（N）原子上的孤对电子之间发生了配位化学反应，形成了以金属离子为中心离子、HNBR分子为配体的高分子配合物。采用TGA分析了硫化胶的热稳定性，结果表明：加入金属氯化物后，硫化胶的热分解起始温度下降较大，，硫化胶的热分解峰温也有一定程度的变化。同时，TGA曲线说明，加入金属氯化物后，HNBR硫化胶的结焦率明显增大。采用SEM观察了SnCl2.2H2O在HNBR基体中的分散状态，结果表明：在硫化过程中SnCl2.2H2O粒子参与了反应，粒子也发生了细化，生成了更为精细的粒子。硫化胶的交联反应完全不同于传统的有机过氧化物硫化橡胶。4.期刊论文宋传江.王雪飞.周志诚.杨军.张立群.SONGChuan-jiang.WANGXue-fei.ZHOUZhi-cheng.YANGJun.ZHANGLi-qun原位接枝改性对白炭黑补强NR橡胶结构与性能的影响-特种橡胶制品2010,31(1)研究了原位接枝改性白炭黑补强的天然橡胶力学性能及动态性能,采用红外光谱、热失重、转矩流变仪分别对改性前后的橡胶结构进行了表征.结果表明,白炭黑填充的天然橡胶经原位接枝改性后,拉伸强度和定伸应力均提高,压缩永久变形和阻尼因子(tanδ)均减小;当改性剂用量为9份时,胶料综合性能最好.TG分析及红外光谱分析结果表明,改性剂在混炼阶段与橡胶、炭黑粒子发生了接枝反应,在硫化阶段参与了交联反应.转矩流变仪测试结果表明,改性剂在混炼阶段需要达到一定的温度(约在120℃左右)才能与白炭黑发生接枝反应,且反应为吸热反应.5.会议论文李兵.李子然.夏源明扁平化对子午线轮胎力学性能影响的有限元分析2006通过改变断面高和改变断面宽两种方式构建了不同扁平率的一系列轮胎模型,采用ABAQUS/Standard软件对不同扁平率的轮胎进行了系统的研究.结果表明:(1)通过减小断面高实现轮胎的扁平化时,轮胎的力学性能在胎冠部和胎圈部的局部区域有所恶化,三角胶内的受力和变形明显加剧;(2)通过修改胎冠部局部轮廓来增加轮胎断面宽时,带束层帘线的受力分布趋向均匀,轮胎胎冠部橡胶结构危险区域的Mises应力和应变能密度均明显减小,而胎侧部和胎圈部受到的影响较小.因此可以利用增大胎冠部宽度而保持轮胎其他部位结构不变的简单方法实现子午线轮胎的扁平化.6.期刊论文黄友剑.张亚新.郭红锋.刘建勋橡胶减振元件多向承载分析相关问题的探讨-机械制造2010,48(3)橡胶减振元件多向承栽,材料非线性,结构大变形,使利用有限元技术预测元件性能异常困难.而实现分析结果对工程实际的指导更是分析工作面临的极大挑战.为此详细介绍了橡胶材料的非线性特点、本构模型的失稳特征,提出了针对橡胶结构的承栽特点、适应大变形需要的网格布局的设计思路,并在此基础上,针对一款典型的工程橡胶结构进行刚度及疲劳预测.工程分析实践表明,准确把握橡胶材料的力学性能、利用系统性的加载方式,在设计合适的网格布局的基础上,分析可得到对工程实际具有指导作用的计算结果.7.学位论文李兵计及复杂胎面花纹的子午线轮胎结构有限元分析2008鉴于轮胎技术的发展，人们越来越认识到胎面花纹的重要性，计及复杂胎面花纹的轮胎结构有限元分析技术越来越受到工程和学术界的关注；由于难度很大，相关的文献至今仍较为罕见，因此发展计及复杂胎面花纹的高效的轮胎有限元模型及其求解策略成为当前工程与学术界的挑战性课题。本文就是在这一背景下围绕着这一课题展开的。基于组合模型技术和两种映射方法，分别提出了组合周向保角映射建模法和组合类保角映射簇建模法。两种建模方法均使繁琐的手工建模过程大大简化，能够较方便地模拟复杂的胎面花纹形态，并得到完全的、较高质量的六面体网格。使用组合周向保角映射建模法建立了用于静力学分析的数个均分的组合花纹轮胎模型和非均分的组合花纹轮胎模型；使用组合类保角映射簇建模法建立了用于稳态滚动分析的数个周期性的组合花纹轮胎模型和变节距的组合花纹轮胎模型；并形成了从装配、充气、静负荷、自由滚动到驱动、制动、侧倾滚动和侧偏滚动等工况下的轮胎结构分析策略。通过较充分的对比考评表明，非均分的组合花纹轮胎模型和变节距的组合花纹轮胎模型是最有效的，可以在求解精度基本相同的前提下大大提高计算效率。在上述基础上，对充气、静负荷、自由滚动、驱动、制动、侧倾滚动和侧偏滚动等工况下的半钢子午线轮胎结构力学特征进行了较系统的分析研究。较系统地揭示了半钢子午线轮胎骨架结构的受力特征。充气压力和负荷的改变没有影响充气工况和静负荷工况下的轮胎骨架结构受力分布的总体特征；自由滚动工况下的受力分布与静负荷工况基本相同，轮胎接地端附近的胎体层帘线、带束层帘线和胎圈钢丝中均出现了不同程度的受压情况；在驱动和制动工况下的受力分布与自由滚动工况比较接近；在侧倾滚动和侧偏滚动工况下轮胎骨架结构受力分布呈现出明显的左右不对称性，帘线轴力的最大值大幅增加，同时受压情况也更加严重。较系统地揭示了半钢子午线轮胎橡胶结构的受力变形特征。各种工况下轮胎橡胶的可能危险区域均集中于胎冠部、胎肩部和胎圈部；与充气工况相比，静负荷和自由滚动工况下的橡胶受力变形情况更加复杂，接地端的可能危险区域内的应力应变水平大幅提高；在驱动和制动工况下，轮胎胎面体部分橡胶的受力变形情况与自由滚动工况有比较显著的差异，同时花纹块在接地面附近的区域成为新的可能危险区域；在侧倾和侧偏工况下，尤其是侧偏工况下，轮眙橡胶的受力变形情况与自由滚动工况的差异非常显著，在轮胎一侧的主体部分橡胶的应力应变水平明显增高，同时花纹块底部、胎侧部和胎圈部均出现了新的可能危险区域。揭示了帘线角的改变对半钢子午线轮胎结构静力学性能的影响。轮胎径向刚度随帘线角的增加而减小，并在帘线角超过某一数值后急剧减小；胎肩部橡胶内危险区域的剪应力、Mises应力和应变能密度等力学量随着帘线角的增加先增加后减小。此外，带束层帘线沿横向变角度铺设的轮胎模型的分析结果表明，这种轮胎具有较好的力学性能，在保证了较高的径向刚度的同时，改善了带束层帘线和胎肩部橡胶的受力状况。初步地揭示了胎面花纹对充气、静负荷、自由滚动和侧偏滚动工况下的子午线轮胎结构受力变形特征，自由滚动和侧偏滚动工况下的轮胎接地性能，以及侧偏滚动工况下的轮胎力学特性的影响。就轮胎结构的受力变形特征而言，横向花纹和纵向花纹对各种工况下的胎面体部分的橡胶受力变形情况均有明显的影响；尽管胎面花纹没有改变轮胎主体部分橡胶的应力应变场的总体分布特征，但是对各个危险区域的应力应变水平均有不同程度的影响；对轮胎骨架结构受力分布的影响较小。就轮胎接地性能而言，纵向花纹和横向花纹的存在使轮胎的接地包络面面积、接地压力水平以及接地压力分布的不均匀性均有所增加。就侧偏力学特性而言，纵向花纹和横向花纹的存在使轮胎的侧偏刚度及回正刚度均有较明显的降低，临界侧偏角则略有增加。综上所述，只有计及复杂胎面花纹的轮胎结构有限元分析才能给出更为准确可靠的结果。8.期刊论文李宇燕.黄协清.LIYu-yan.HUANGXie-qing形状因子对金属橡胶结构力学性能的影响-振动与冲击2008,27(6)以多孔材料理论为基础,建立金属橡胶结构的力与位移关系,通过空心圆柱形金属橡胶结构力与位移关系试验,验证形状因子对材料结构的力学性能的影响,并对试验数据进行拟合,得到力与位移关系模型中各项系数与形状因子的变化关系式以及各项系数与材料结构的高度、承载面积的变化关系式,从而实现了对由金属橡胶材料所组成的结构在密度一定、形状因子发生变化情况下的力与位移关系的预估.9.期刊论