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贺爱华教授课题组在高性能绿色轮胎材料开发方面取得进展

发布时间:2021-03-24 作者: 张新萍 点击:[]次

汽车及交通运输业的快速发展带来众多能源及环保问题,例如,燃油消耗增加引发的资源枯竭担忧、二氧化碳及PM2.5排放等环境问题,因此开发低滚动阻力、高耐磨、抗湿滑、高耐疲劳的先进绿色轮胎材料引起了学术界的广泛关注。

本研究从增强填料-基体相互作用、改善填料分散性、增强橡胶基体强度、调控橡胶基体的聚集态结构等角度出发,制备了综合性能(滚阻、耐疲劳、抗湿滑、耐磨)优异的先进轮胎材料(图1)。SSBR橡胶大分子末端化学改性显著增强了填料-基体相互作用;结晶性反式丁戊共聚橡胶TBIR的引入,起到补强基体的作用,同时抑制了停放过程中的填料聚集,改善了填料分散性;此外,TBIR在调控橡胶基体的相结构与有序结晶结构方面发挥积极作用。

图1.橡胶纳米复合材料的微观结构:a)对照组SSBR/BR1;b)实验组F-SSBR/BR2;c)实验组F-SSBR/BR2/TBIR

研究发现,与对照组相比,实验组F-SSBR/BR2的抗湿滑性提升25%,滚阻降低10%,磨耗体积降低7%;实验组F-SSBR/BR2/TBIR性能在F-SSBR/BR2基础上进一步提升:滚阻降低26%,耐磨性提升13%,耐疲劳性提升288%等(图2)。本研究为制备高性能绿色轮胎胎面胶提供了简便有效的方法。


图2 a)抗湿滑及滚动阻力;b)拉伸疲劳及磨耗;c)与对照组SSBR/BR1综合性能相比

该研究成果近日以《发展绿色轮胎胎面胶的新手段:增强填料-基体界面相互作用及动态力学性能》(Facile strategies for green tire tread with enhanced filler-matrix interfacial interactions and dynamic mechanical properties)为题,发表在材料类1区期刊Composites Science and Technology上。该论文第一作者为张新萍博士,通讯作者为贺爱华教授,青岛科技大学高分子学院为本文的第一单位,合作作者有大连理工大学的李杨教授及马红卫副教授、 中国科学院大连化学物理研究所的胡雁鸣研究员、青岛科技大学的张学全教授、北京化工大学的刘力教授等。该研究工作得到了国家重点基础研究发展计划(973计划),山东省重大基础研究项目以及泰山学者工程的资助。

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386120311502

贺爱华课题组长期招收推免直博生,硕、博士研究生和博士后等;研究方向包括Ziegler-Natta催化剂及其催化机理研究,新型合成橡胶材料,高性能聚烯烃材料,橡胶纳米复合材料及高性能橡胶等。欢迎对相关研究方向感兴趣的同学/博士/学者邮件联系:aihuahe@iccas.ac.cn,请在邮件中做必要的自我介绍。

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