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行修復，使其恢復原有的力學性能，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，如生物醫學和食品包裝、壓力和危險液體容器、輪胎和充氣組件等，以及一些特殊應用場合，特別是在航空航天領域，通過使用自愈合橡膠可以有效提高材料的穩定性和使用壽命，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型、可逆化學鍵交聯型和離子交聯型的自愈合橡膠。

氫鍵交聯型:制備氫鍵交聯型自愈合橡膠的關鍵是在分子中引入能夠通過多個氫鍵強烈締合的官能團，并且在保持定向氫鍵作用的同時不會產生結晶。

可逆化學鍵交聯型:通過可逆化學鍵使橡膠交聯是一種制備自愈合橡膠的有效方法。

離子交聯型:離子鍵作為一種可逆化學鍵，可利用其可逆性構建以離子交聯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。

低場核磁共振技術用于橡膠交聯研究：

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,自旋系統在恢復熱平衡狀態的過程中表現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信息。而分子分子動力學信息直接與聚合物的交聯密度、老化、填充劑相關。

紐邁VTMR系列變溫核磁共振分析儀

分子內和分子間氫質子的偶極相互作用產生核磁共振的橫向弛豫。當溫度遠遠高于聚合物的玻璃態溫度時,聚合物網絡中的這種偶極相互作用被認為是熱分子運動的平均。由于聚合物單鏈中的氫質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。核磁法利用對應的分析模型來評價材料的交聯密度。

低場核磁共振法可用于研究:

1、活化能的測定;

2、天然橡膠交聯密度測試;

3、硫含量對橡膠交聯的影響;

4、促進劑種類和用量對橡膠交聯的影響

5、氧化鋅和硬脂酸含量對橡膠交聯的影響

6、橡膠硫化過程中對應的磁共振模型參數的演化

7、混煉時間對磁共振模型參數的影響

8、納米黏土含量對橡膠交聯的影響

其他資料：