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自愈合橡胶研究(低场核磁共振法)
发布时间:2023-01-18   点击次数:97次

自愈合橡胶研究(低场核磁共振法)

橡胶材料在长期使用过程中受到外界的力、光、热、臭氧等的作用会产生裂纹,影响其使用寿命。自愈合橡胶材料能对橡胶材料的裂纹进行修复,使其恢复原有的力学性能,对于延长橡胶材料的使用寿命具有重要意义。自愈合橡胶材料有许多潜在用途,包括日常用品,如生物医学和食品包装、压力和危险液体容器、轮胎和充气组件等,以及一些特殊应用场合,特别是在航空航天领域,通过使用自愈合橡胶可以有效提高材料的稳定性和使用寿命,在传感器和人造皮肤方面其也具有潜在的应用前景。

自愈合橡胶研究(低场核磁共振法)

自愈合橡胶分类

按照自愈合原理,可将自愈合橡胶材料分为氢键交联型、可逆化学键交联型和离子交联型的自愈合橡胶。

氢键交联型:制备氢键交联型自愈合橡胶的关键是在分子中引入能够通过多个氢键强烈缔合的官能团,并且在保持定向氢键作用的同时不会产生结晶。

可逆化学键交联型:通过可逆化学键使橡胶交联是一种制备自愈合橡胶的有效方法。

离子交联型:离子键作为一种可逆化学键,可利用其可逆性构建以离子交联为主的可逆超分子橡胶,也是制备自愈合橡胶的一种可行方法。

低场核磁共振技术用于橡胶交联研究:

低场核磁法的主要检测对象是氢核(1H),由于聚合物中不同链段上的H所处的周围环境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差异。施加射频脉冲后,自旋系统在恢复热平衡状态的过程中表现出来的弛豫行为不同,通过弛豫时间的差异可以体系聚合物的分子动力学信息。而分子分子动力学信息直接与聚合物的交联密度、老化、填充剂相关。

自愈合橡胶研究(低场核磁共振法)

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分子内和分子间氢质子的偶极相互作用产生核磁共振的横向弛豫。当温度远远高于聚合物的玻璃态温度时,聚合物网络中的这种偶极相互作用被认为是热分子运动的平均。由于聚合物单链中的氢质子被作为核磁共振测量的探针,于是一种修正的单链模型被引入并用来解释聚合物的横向弛豫。核磁法利用对应的分析模型来评价材料的交联密度。

自愈合橡胶研究(低场核磁共振法)

低场核磁共振法可用于研究:

1、活化能的测定;

2、天然橡胶交联密度测试;

3、硫含量对橡胶交联的影响;

4、促进剂种类和用量对橡胶交联的影响

5、氧化锌和硬脂酸含量对橡胶交联的影响

6、橡胶硫化过程中对应的磁共振模型参数的演化

7、混炼时间对磁共振模型参数的影响

8、纳米黏土含量对橡胶交联的影响


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