自愈合橡膠研究(低場核磁共振法)
橡膠材料在長期使用過程中受到外界的力、光、熱、臭氧等的作用會產(chǎn)生裂紋，影響其使用壽命。自愈合橡膠材料能對橡膠材料的裂紋進(jìn)行修復(fù)，使其恢復(fù)原有的力學(xué)性能，對于延長橡膠材料的使用壽命具有重要意義。自愈合橡膠材料有許多潛在用途，包括日常用品，如生物醫(yī)學(xué)和食品包裝、壓力和危險液體容器、輪胎和充氣組件等，以及一些特殊應(yīng)用場合，特別是在航空航天領(lǐng)域，通過使用自愈合橡膠可以有效提高材料的穩(wěn)定性和使用壽命，在傳感器和人造皮膚方面其也具有潛在的應(yīng)用前景。
自愈合橡膠分類
按照自愈合原理，可將自愈合橡膠材料分為氫鍵交聯(lián)型、可逆化學(xué)鍵交聯(lián)型和離子交聯(lián)型的自愈合橡膠。
氫鍵交聯(lián)型:制備氫鍵交聯(lián)型自愈合橡膠的關(guān)鍵是在分子中引入能夠通過多個氫鍵強烈締合的官能團(tuán)，并且在保持定向氫鍵作用的同時不會產(chǎn)生結(jié)晶。
可逆化學(xué)鍵交聯(lián)型:通過可逆化學(xué)鍵使橡膠交聯(lián)是一種制備自愈合橡膠的有效方法。
離子交聯(lián)型:離子鍵作為一種可逆化學(xué)鍵，可利用其可逆性構(gòu)建以離子交聯(lián)為主的可逆超分子橡膠，也是制備自愈合橡膠的一種可行方法。
低場核磁共振技術(shù)用于橡膠交聯(lián)研究：
低場核磁法的主要檢測對象是氫核(1H),由于聚合物中不同鏈段上的H所處的周圍環(huán)境不一致,H的自旋磁矩(核自旋)存在差異。施加射頻脈沖后,自旋系統(tǒng)在恢復(fù)熱平衡狀態(tài)的過程中表現(xiàn)出來的弛豫行為不同,通過弛豫時間的差異可以體系聚合物的分子動力學(xué)信息。而分子分子動力學(xué)信息直接與聚合物的交聯(lián)密度、老化、填充劑相關(guān)。
紐邁VTMR系列變溫核磁共振分析儀
分子內(nèi)和分子間氫質(zhì)子的偶極相互作用產(chǎn)生核磁共振的橫向弛豫。當(dāng)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚合物的玻璃態(tài)溫度時,聚合物網(wǎng)絡(luò)中的這種偶極相互作用被認(rèn)為是熱分子運動的平均。由于聚合物單鏈中的氫質(zhì)子被作為核磁共振測量的探針,于是一種修正的單鏈模型被引入并用來解釋聚合物的橫向弛豫。核磁法利用對應(yīng)的分析模型來評價材料的交聯(lián)密度。
低場核磁共振法可用于研究:
1、活化能的測定;
2、天然橡膠交聯(lián)密度測試;
3、硫含量對橡膠交聯(lián)的影響;
4、促進(jìn)劑種類和用量對橡膠交聯(lián)的影響
5、氧化鋅和硬脂酸含量對橡膠交聯(lián)的影響
6、橡膠硫化過程中對應(yīng)的磁共振模型參數(shù)的演化
7、混煉時間對磁共振模型參數(shù)的影響
8、納米黏土含量對橡膠交聯(lián)的影響
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