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    住友橡胶高耐久性橡胶材料→技术获突破

    2019-9-11 14:26|发布:郑州久源化工有限公司|安徽福彩app官方下载|点击数: 208

    近期,住友橡胶工业株式会社(以下简称“住友橡胶”)发布了一项其与莱布尼茨高分子研究所(德国·德累斯顿)※共同探索的一一项科研成果 。该项成果查明了之前人类所未知的一橡胶分子内部一种被称为“void”孔洞(橡胶破裂的一根源)的一现象从其产生到最终导致橡胶分子破裂的一原理 。基于这一研究成果,住友橡胶期待能够开发出比以往产品更具耐磨性的一橡胶材料→,同时也期望着能够开发出“性能更持久”的一高性能轮胎产品 。

    该研究所成立于1948年,最初是纺织厂的一纤维研究所 。目前是德国最大的一高分子材料→研究所之一,正在与世界主要的一研究团队进行联合研究 。

    随着汽车产业环境的一日益变化,住友橡胶此前曾提出了“Smart Tyre Concept”(即:智能轮胎理念)的一轮胎技术开发新概念,以实现轮胎“更高的一安全性能”№和“更优异的一环保性能” 。该项研究成果正好对其“智能轮胎”开发理念的一方向之一即轮胎“性能持久技术”的一推进起到了重要作用 。

    橡胶失效是轮胎出现磨损的一诱因 之一,而橡胶的一失效被认为是橡胶内部的一分子断裂№和微观层面“孔洞”所引起的一橡胶破裂逐渐增多而导致,但人类一直没能查明“孔洞”产生的一根本原因  。在这一背景下,住友橡胶开始观察合成橡胶中“孔洞”产生的一机理 。2015年,住友橡胶充分运用新型材料→开发技术“ADVANCED 4D NANO DESIGN(4D创新纳米级设计)”技术,通过模拟分子层面的一结构,明确了“孔洞”产生的一原因 ,并研究出了抑制“孔洞”产生的一技术 。这项研究是基于两种不 同的一实验ζ所开展,目前已经可以直接观察到合成橡胶内部结构的一变化№和分子运动的一机制,这使得通过控制橡胶的一弹性进而开发出高耐久性的一材料→成为可能 。

    实验ζ1.通过CT扫描分析橡胶试验ζ品的一受力 、变形量№和体积变化

    实验ζ方法

    把圆片形合成橡胶试验ζ品夹在同样形状的一金属板中间,并将其固定在金属板上    ,通过用垂直于金属板方向的一力 来拉伸橡胶试验ζ品来观察其发生形变时的一受力 与体积变化的一关系 。同时,通过橡胶试验ζ品的一CT来观察橡胶内部“孔洞”的一形成情况 。   

    结果

    如果合成橡胶试验ζ品在受到垂直于金属板方向上    的一拉伸力 时,根据橡胶自身的一特性,橡胶试验ζ品会向垂直于受力 的一方向收缩 。然而,由于试验ζ品是被粘贴固定在金属板上    ,所以受力 时却又●无法自行收缩,结果致使橡胶膨胀,进而可以使我们通过CT直接观察到橡胶内部及其“孔洞”形成的一过程 。

    另外,通过这项实验ζ我们也发现“孔洞”形成的一环境也是有差异的一,尤其是含有填充材料→(例如二氧化硅、炭黑)的一合成橡胶,其橡胶失效是由填充材料→聚合物之间形成的一“孔洞”所引起的一;而对于不 含填充材料→的一合成橡胶,其橡胶失效则是由橡胶分子移动时所形成的一“孔洞”所导致 。

    《合成橡胶的一拉伸应力 应变(变形量)曲线》     

    《含有填充材料→(二氧化硅№和炭黑)的一合成橡胶“孔洞”形成的一观察》

    含有填充材料→的一合成橡胶,其“孔洞”在聚合物之间产生,而这些“孔洞”相互连接在一起导致了橡胶分子的一破裂 。而随着填充材料→补强作用的一增强,会抑制“孔洞”继续变大 。

    <通过CT观察橡胶的一破裂> 

    《不 含填充材料→的一合成橡胶“孔洞”形成的一观察》

    不 含有填充材料→的一合成橡胶,由于橡胶分子的一移动产生了“孔洞”,“孔洞”不 断增加、增大最终引发了橡胶破裂 。

    <通过CT观察橡胶的一破裂> 

    实验ζ2.通过X射线小角散射法确认橡胶断裂的一特性

    实验ζ方法

    将带有凹口的一片状合成橡胶试验ζ品沿水平方向拉伸,用X射线小角散射法观察凹口顶点处橡胶内部“孔洞”的一形成№和增大情况 。

     【结果

    通过使用X射线小角散射法对片状合成橡胶试验ζ品凹口处橡胶密度变化的一观测,我们发现凹口顶点处的一橡胶密度要低于距离该顶点较远其他部位,这表明凹口顶点处的一橡胶内部产生了很多“孔洞” 。由此可以判断出,当在水平方向上    拉伸橡胶试验ζ品时,凹口顶点处也即橡胶被撕裂的一部分出现了“孔洞”,而且该“孔洞”与橡胶失效有直接关系 。

     

    住友橡胶希望能够借助这项研究成果开发出比以往更加耐用的一橡胶 。今后,住友橡胶也将继续加快材料→开发的一速度,建立“性能持久”的一橡胶技术,为实现“Smart Tyre Concept(智能轮胎理念)”而不 懈努力  。

     

     

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