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高分子学院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
2021/03/25 09:04:32   张新萍   (访问量:)

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。

1.橡胶纳米复合材料的微观结构: a)对照组SSBR/BR1b)实验组F-SSBR/BR2c)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。

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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