天然杜仲膠產(chǎn)于杜仲樹，杜仲樹是我國特有樹種，杜仲膠包含于杜仲的果、皮以及葉中。杜仲膠分子結(jié)構(gòu)式為1，4反式聚異戊二烯，由于分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，杜仲膠常溫下呈塑料態(tài)。杜仲膠有著優(yōu)異的耐海水性、具有較高的耐疲勞性、較低的動態(tài)生熱以及較好的耐磨性。杜仲膠由于其結(jié)構(gòu)含有雙鍵，故可進行環(huán)氧化、磺化等功能化改性，進而通過接枝制備自修復(fù)材料和膠粘劑材料；與熱塑性材料、塑料共混可制備TPV材料與形狀記憶材料；同時可制備功能涂料和電磁屏蔽材料等功能性材料，通過各自的相關(guān)表征分析，獲得理論與實踐上的創(chuàng)新。本書結(jié)合作者近年來的最新研究成果，進行了上述功能材料的制備與研究，獲得有用的生物及功能材料以及相關(guān)的表征分析，廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)用、航空航天領(lǐng)域研究、制備與開發(fā)功能化新材料的指導(dǎo)。
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承擔(dān)與完成國家、省市科研課題與企業(yè)項目21項，其中，國家重點研發(fā)計劃課題1項；國家自然科學(xué)基金面上項目3項，在國際上首次將杜仲橡膠應(yīng)用于高速航空輪胎；獲省部級科技進步獎3項；獲授權(quán)專利16項。
目 錄
第1章 杜仲膠概論 1
1.1 杜仲膠的來源 1
1.2 杜仲膠的提取 3
1.2.1 單一提取方法 3
1.2.2 復(fù)合提取方法 4
1.3 杜仲膠基本物理性能 6
1.3.1 EUG的一般物理特性 6
1.3.2 EUG與TPI等溫和非等溫結(jié)晶行為對比研究 9
1.4 杜仲膠的基本化學(xué)性能 22
1.4.1 EUG的硫化反應(yīng) 22
1.4.2 EUG的氧化反應(yīng) 23
1.4.3 EUG的氯化反應(yīng) 23
1.4.4 EUG的環(huán)氧化反應(yīng) 23
1.4.5 EUG的磺化反應(yīng) 24
1.4.6 EUG的環(huán)化和異構(gòu)化反應(yīng) 24
1.4.7 EUG的巰基-烯點擊化學(xué)反應(yīng) 24
1.5 本章小結(jié) 25
參考文獻 25
第2章 杜仲膠改性天然橡膠 27
2.1 EUG/NR硫化膠的結(jié)構(gòu)與性能 27
2.1.1 EUG用量對EUG/NR硫化膠加工性能的影響 27
2.1.2 EUG用量對EUG/NR硫化膠相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶的影響 30
2.1.3 EUG用量對EUG/NR硫化膠物理性能的影響 34
2.2 混煉溫度對EUG/NR硫化膠結(jié)構(gòu)與性能的影響 40
2.2.1 EUG/NR混煉膠的制備與硫化特性 40
2.2.2 EUG/NR硫化膠的相結(jié)構(gòu) 45
2.2.3 EUG/NR硫化膠的結(jié)晶行為分析 47
2.2.4 EUG/NR硫化膠的物理機械性能 49
2.3 本章小結(jié) 50
參考文獻 50
第3章 杜仲膠改性塑料 52
3.1 杜仲膠增韌改性聚丙烯 52
3.1.1 PP/EUG共混物的制備 52
3.1.2 PP/EUG共混物的熱性能 52
3.1.3 PP/EUG共混物的熔融指數(shù) 54
3.1.4 PP/EUG共混物的力學(xué)性能 54
3.1.5 PP/EUG共混物的微觀形貌 55
3.2 杜仲膠增韌改性尼龍 57
3.2.1 PA6/EUG/GF復(fù)合材料的制備 57
3.2.2 PA6/EUG/GF復(fù)合材料的沖擊性能 57
3.2.3 PA6/EUG/GF復(fù)合材料的拉伸性能 58
3.2.4 PA6/EUG/GF復(fù)合材料的熱性能 59
3.2.5 PA6/EUG/GF復(fù)合材料的微觀形貌 60
3.3 杜仲膠改性聚乳酸 60
3.3.1 PLA/EUG共混物的制備 61
3.3.2 PLA/EUG共混物動態(tài)熱機械性能 61
3.3.3 PLA/EUG共混物的微觀形貌 62
3.3.4 PLA/EUG共混物的熱性能及結(jié)晶性能 63
3.3.5 PLA/EUG共混物的流變性能 65
3.3.6 PLA/EUG共混物的力學(xué)性能 66
3.4 環(huán)氧化杜仲膠改性聚乳酸 69
3.4.1 PLA/EEUG共混物的微觀形貌 69
3.4.2 PLA/EEUG共混物的力學(xué)性能 70
3.5 本章小結(jié) 71
參考文獻 71
第4章 杜仲膠的可控環(huán)氧化 73
4.1 環(huán)氧化杜仲膠的合成 73
4.1.1 乳液法合成EEUG 74
4.1.2 溶液法合成EEUG 77
4.2 乳液法所得環(huán)氧化杜仲膠的結(jié)構(gòu) 79
4.2.1 EEUG的IR譜圖分析 79
4.2.2 EEUG的1H-NMR譜圖分析 80
4.2.3 環(huán)氧度對EEUG聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響 81
4.3 乳液法環(huán)氧化杜仲膠硫化膠的性能 82
4.3.1 EEUG的硫化特性 82
4.3.2 EEUG硫化膠的力學(xué)性能 83
4.3.3 EEUG硫化膠的耐油性 84
4.3.4 EEUG硫化膠的老化性能 85
4.4 環(huán)氧化杜仲膠與環(huán)氧化合成反式-1, 4-聚異戊二烯的結(jié)構(gòu)
與性能對比 87
4.4.1 ETPI的合成 87
4.4.2 環(huán)氧度對ETPI硫化膠和EEUG硫化膠結(jié)晶行為的影響 89
4.4.3 環(huán)氧度對EEUG硫化膠和ETPI硫化膠晶體結(jié)構(gòu)的影響 91
4.4.4 環(huán)氧度對EEUG硫化膠和ETPI硫化膠微觀形貌的影響 92
4.4.5 環(huán)氧度對EEUG硫化膠和ETPI硫化膠力學(xué)性能的影響 93
4.4.6 環(huán)氧度對EEUG硫化膠和ETPI硫化膠動態(tài)力學(xué)性能的影響 95
4.5 本章小結(jié) 97
參考文獻 97
第5章 基于環(huán)氧化杜仲膠的功能材料 99
5.1 自修復(fù)杜仲膠材料 99
5.1.1 GEEUG的合成 99
5.1.2 GEEUG的結(jié)構(gòu) 101
5.1.3 GEEUG的性能 103
5.2 高阻尼磺化杜仲膠材料 109
5.2.1 接枝共聚法制備磺化杜仲膠 109
5.2.2 利用環(huán)氧基團-亞硫酸氫鈉開環(huán)反應(yīng)制備SEEUG 114
5.2.3 SEEUG的結(jié)構(gòu)與性能 116
5.3 液體杜仲膠 124
5.3.1 LEEUG的合成 124
5.3.2 LEEUG的結(jié)構(gòu)分析 126
5.3.3 LEEUG的性能 129
5.4 本章小結(jié) 134
參考文獻 134
第6章 生物基杜仲膠功能涂料 136
6.1 環(huán)氧樹脂/杜仲膠/碳納米管涂層的制備及防腐與電磁屏蔽性能
研究 136
6.1.1 E-51/EUG/CNTs涂層的制備 136
6.1.2 CNTs用量對E-51/CNTs復(fù)合涂層性能的影響 136
6.1.3 EUG用量對E-51/EUG/CNTs復(fù)合涂層性能的影響 139
6.2 環(huán)氧樹脂/環(huán)氧化杜仲膠/碳納米管涂層的制備及防腐與電磁屏蔽性能
研究 148
6.2.1 E-51/EEUG/CNTs涂層的制備 148
6.2.2 EEUG用量對E-51/EUG/CNTs復(fù)合涂層性能的影響 149
6.3 本章小結(jié) 158
參考文獻 158
第7章 杜仲膠形狀記憶材料 160
7.1 杜仲膠/甲基丙烯酸鋅形狀記憶材料的制備與性能研究 160
7.1.1 EUG/ZDMA復(fù)合材料的制備 161
7.1.2 EUG/ZDMA復(fù)合材料的硫化性能及交聯(lián)密度 161
7.1.3 EUG/ZDMA復(fù)合材料的微觀形貌 162
7.1.4 EUG/ZDMA復(fù)合材料的熱性能 163
7.1.5 EUG/ZDMA復(fù)合材料的拉伸性能 165
7.1.6 EUG/ZDMA復(fù)合材料的形狀記憶性能 165
7.2 杜仲膠/碳納米管熱電雙重形狀記憶材料的制備與性能 167
7.2.1 EUG/CNTs復(fù)合材料的制備 167
7.2.2 EUG/CNTs復(fù)合材料的硫化性能及交聯(lián)密度 167
7.2.3 EUG/CNTs復(fù)合材料的微觀形貌 169
7.2.4 EUG/CNTs復(fù)合材料的熱性能 169
7.2.5 EUG/CNTs復(fù)合材料的動態(tài)熱機械性能 171
7.2.6 EUG/CNTs復(fù)合材料的力學(xué)性能 172
7.2.7 EUG/CNTs復(fù)合材料的形狀記憶性能 172
7.3 杜仲膠/聚烯烴彈性體熱塑性硫化膠形狀記憶材料的制備與性能 175
7.3.1 EUG/POE TPV復(fù)合材料的制備 175
7.3.2 硫黃用量對EUG/POE TPV復(fù)合材料性能的影響 176
7.3.3 共混比對EUG/POE TPV復(fù)合材料性能的影響 177
7.4 本章小結(jié) 181
參考文獻 181
第8章 杜仲膠的電磁屏蔽材料 183
8.1 杜仲膠/鍍鎳石墨電磁屏蔽材料的制備與性能 183
8.1.1 EUG/NCG電磁屏蔽材料的制備 183
8.1.2 EUG/NCG與NR/NCG電磁屏蔽材料性能對比 183
8.1.3 NCG的用量對EUG/NCG復(fù)合材料性能的影響 187
8.2 杜仲膠/導(dǎo)電炭黑電磁屏蔽材料制備與性能 192
8.2.1 EUG/CCB電磁屏蔽材料的制備 192
8.2.2 EUG/CCB電磁屏蔽材料的性能 192
8.3 杜仲膠/碳納米管電磁屏蔽材料的制備與性能 195
8.3.1 EUG/CNTs電磁屏蔽材料的制備 195
8.3.2 硫黃的用量對EUG/CNTs電磁屏蔽性能的影響 196
8.3.3 CNTs用量對EUG/CNTs電磁屏蔽性能的影響 198
8.4 杜仲膠/石墨烯電磁屏蔽材料的制備與性能 204
8.4.1 EUG/GNPs電磁屏蔽材料的制備 204
8.4.2 EUG/GNPs電磁屏蔽材料的性能 204
8.5 杜仲膠/碳納米管/石墨烯電磁屏蔽材料制備與性能 208
8.5.1 EUG/CNTs/GNPs復(fù)合材料的制備 208
8.5.2 EUG/CNTs/GNPs復(fù)合材料的性能 208
8.6 本章小結(jié) 216
參考文獻 217
第9章 杜仲膠吸波材料 218
9.1 杜仲膠/石墨烯吸波材料的制備與性能 218
9.1.1 EUG/GNPs復(fù)合材料的制備 218
9.1.2 EUG/GNPs復(fù)合材料與NR/GNPs復(fù)合材料的吸波性能對比 219
9.1.3 結(jié)晶度對EUG/GNPs復(fù)合材料吸波性能的影響 220
9.1.4 石墨烯用量對EUG/GNPs復(fù)合材料性能的影響 222
9.2 杜仲膠/二氧化硅包覆四氧化三鐵復(fù)合材料的制備與性能 230
9.2.1 EUG/Fe3O4@SiO2復(fù)合材料的制備 230
9.2.2 吸波劑Fe3O4@SiO2的結(jié)構(gòu)與吸波性能 231
9.2.3 EUG/Fe3O4@SiO2復(fù)合材料的性能 235
9.3 杜仲膠/聚苯胺包覆四氧化三鐵復(fù)合材料的制備與性能 240
9.3.1 EUG/Fe3O4@PANI復(fù)合材料的制備 240
9.3.2 吸波劑Fe3O4@PANI的結(jié)構(gòu)與吸波性能 241
9.3.3 EUG/Fe3O4@PANI復(fù)合材料的性能 245
9.4 本章小結(jié) 251
參考文獻 251
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