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全球特种合成橡胶材料最新科技动态

新材料在线  · 公众号  ·  · 2025-01-16 00:01

正文

【前沿科技】

全球特种合成橡胶材料
最新科技动态

特种合成橡胶是一类具有独特化学结构和优异物理化学性能的高分子材料,包括丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶等多个种类。这些材料通常具备耐高温、耐油、耐化学品、耐辐射、耐臭氧和耐磨损等特性,广泛应用于要求严苛的工业环境,如航空航天、汽车制造、石油化工、电线电缆以及特殊医疗设备等领域。本期内容从前沿研究、专利布局、产品技术等方面展示了全球特种合成橡胶材料领域最新进展。

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前沿研究

01. 通过氢氧化铝、粘土和玻璃纤维添加剂增强硅橡胶复合绝缘材料的抗火焰和电表面放电性能

研究标题: Enhancing flame and electrical surface discharge resistance in silicone rubber composite insulation through aluminium hydroxide, clay, and glass fibre additives

发表刊物: Advanced Composites and Hybrid Materials(2024-4)

研究团队: 皇家墨尔本理工大学,Nazir, M. Tariq 等

研究内容: 硅橡胶(SR)因其卓越的疏水性而在电气户外绝缘领域中被广泛使用,但这种材料的低阻燃性和电表面放电抵抗力限制了其在恶劣户外条件下的广泛应用。本研究探讨了共填充氢氧化铝(ATH)、纳米粘土蒙脱石(MMT)和短切玻璃纤维(GF)的SR复合材料(SRE)的阻燃性和表面放电特性。实验结果表明,通过添加ATH、MMT和GF可以显著提高SR材料的阻燃性和电表面放电抵抗力。因此SRE也被认为是一种更适合于电气绝缘应用的SR复合材料。这项研究为提高SR在电气绝缘领域的应用潜力提供了新的思路和方法。

02. 基于碳纳米管晶须和氧化铝的微纳杂化结构的导热绝缘硅橡胶复合材料的构建

研究标题: Construction of micro-nano hybrid structure based on carbon nanotube whisker and alumina for thermally conductive yet electrically insulating silicone rubber composites

发表刊物: Composites Science And Technology(2024-4-12)

研究团队: 北京化工大学,李璟超、卢咏来 等

研究内容: 微量纳米碳材料(NCM)可以显著提高传统陶瓷填充橡胶复合材料的热导率,但微米级陶瓷填料的体积排斥效应可能导致NCM容易形成导电通路,进而大幅降低材料的体积电阻率,给电子设备带来短路等安全隐患。对此,本研究报道了一种通过静电自组装方法制备的CNW@n-Al₂O₃杂化体,该方法是将纳米氧化铝(n- Al₂O₃ )负载到碳纳米管晶须(CNW)上,并与微米氧化铝(m-Al₂O₃)共填充到硅橡胶中,构建了微纳多级复合网络结构。这种结构能够在充分利用CNW高热导性的同时,屏蔽其导电性。研究结果表明,填充杂化体的复合材料,展现出了显著提高的热导率和体积电阻,进一步证明了其作为优秀热界面材料的潜力,有助于微电子芯片的散热。通过这种创新方法,可以解决高性能电子产品在热管理方面的挑战,同时避免由于材料导电性带来的潜在安全风险。


03. 硅橡胶超疏水表面的制备

研究标题: Fabrication of robust superhydrophobic surface on silicone rubber

发表刊物: Composites Science And Technology(2024-5-1)

研究团队: 湖北工业大学,湖北省重点实验室现代制造质量工程,刘顿等

研究内容: 本研究开发了一种在硅橡胶基底上制备坚固超疏水表面的创新技术。通过多激光曝光和化学修饰相结合的方法,在硅橡胶基底上制备了具有周期性阵列结构的坚固超疏水表面。这些表面由圆形硅岛组成,显著增强了耐磨性和超疏水性能,即使在恶劣环境下也能保持稳定。磨损测试使用砂纸进行,结果表明硬质硅岛能有效抵御外界磨损,保护硅橡胶基底,对维持超疏水特性至关重要。进一步优化硅岛的面积分数和阵列孔半径,特别是当面积分数为35%,孔半径为100微米时,表面耐磨性能显著提升,疏水性能的保持次数是仅用激光处理的表面的8倍。此外,砂冲击测试模拟了风沙环境,证实了所制备表面具有出色的弹性和耐久性。这项研究不仅理论上证明了在柔性硅橡胶基底上制造坚固超疏水表面的可行性,而且为相关产品的创新和改进提供了实际应用基础。这种新技术有望开发出具有高耐久性和特定表面特性的新型材料,适用于需要高防水性能和耐磨性的应用领域。


04. 低速冲击下金属丝网-硅橡胶复合材料力学性能研究

研究标题: Study of mechanical properties of entangled metallic wire mesh-silicone rubber composites under low-velocity impact

发表刊物: Construction and Building Materials(2024-5-22)

研究团队: 福州大学,任志英等;南洋理工大学,Liming Yao等

研究内容: 研究提出了一种新型的缠绕金属丝网-硅橡胶复合材料(EMWM-SRC),该材料通过真空渗透技术将硅橡胶(SR)注入到金属丝网(EMWM)的孔隙中制备而成。这种复合材料旨在结合金属丝网的高强度和硅橡胶的高韧性,以提高其在冲击负荷下的能量吸收能力和稳定性。与传统的金属丝网相比,新型复合材料展现出更高的损耗因子和显著提升的切线模量,这表明其在力学性能上的明显优势。低速冲击测试结果进一步证实了EMWM-SRC的卓越能量吸收能力,这种能力主要归功于金属丝网螺旋线圈间的增加摩擦以及金属丝网与硅橡胶之间增强的界面摩擦。特别是,在3.5米/秒的冲击速度下,不同基质密度的EMWM-SRC均展现出超过90%的能量吸收效率。总体而言,EMWM-SRC因其在高能耗吸收和抗冲击性能方面的优势,展现出作为高能量吸收能力的抗冲击元件的巨大潜力。


05. 含10-十一碳烯酰基和没食子酰基的多功能壳聚糖衍生物的制备及其在丁苯橡胶/二氧化硅复合材料中的应用

研究标题: Preparation of multifunctional chitosan derivative containing 10-undecenoyl and galloyl groups and its application in styrene-butadiene rubber/silica composites
发表刊物: Carbohydrate Polymer Technologies and Applications(2024-6)
研究团队: 华南理工大学,刘芳等
研究内容: 针对传统小分子橡胶防老剂存在的功能单一、毒性以及对不可再生石化资源的依赖等缺点,本研究提出了一种绿色、高效、可持续的橡胶工业新材料。首先开发了一种含10-十一碳烯酰基的壳聚糖衍生物(COS-UC),并进一步将其与天然小分子抗氧化剂没食子酸(GA)结合,制备出一种新型的多功能改性剂——含10-十一碳烯酰基和没食子酰基的壳聚糖衍生物(COS-UC-GA)。研究结果表明,COS-UC-GA能显著加快丁苯橡胶(SBR)/二氧化硅胶料的硫化过程,促进二氧化硅的均匀分散,从而有效提升复合材料的机械性能,并显著增强二氧化硅与橡胶之间的界面相互作用。COS-UC-GA的应用还为橡胶工业提供了一种环保型的多功能改性剂,这不仅有助于提高生物质资源的综合利用率,还有助于推动橡胶工业向绿色发展方向的转型。

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专利布局

在特种合成橡胶细分领域下,Top20技术方向主要分布在聚合物、共聚物、橡胶衍生物、粘合剂、绝缘材料以及添加剂等相关领域,其中使用金属氧化物作为混合配料、含聚硅氧烷的组合物以及使用二氧化硅作为混合配料三类技术方向的专利申请数量最多。

图 全球特种合成橡胶领域专利申请(2015-2024)技术分布情况

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产品技术动态


01. Harkesh 橡胶公司与石油和天然气公司合作生产HNBR密封件

6月15日,Harkesh Rubber宣布与多家石油和天然气公司达成合作,提供氢化丁腈橡胶(HNBR)密封件。这些密封件因其优异的高温、酸性原油和爆炸性减压抗性而备受青睐。新产品将显著提高石油和天然气设备的运行稳定性和耐用性。


02. RADO Gummi GmbH推出新型HNBR弹性体

6月12日,RADO Gummi GmbH发布了一系列高性能氢化丁腈橡胶(HNBR)弹性体,主要面向汽车和工业领域。新产品在耐热、耐油和耐化学品方面表现出色,能够在苛刻环境下长时间保持优异的物理性能。


03. Silicone Engineering发布新型高温硅橡胶产品

6月8日,Silicone Engineering宣布推出一款新型高温硅橡胶,主要用于电子和医疗行业。该产品在极端温度下具有出色的稳定性和性能,是市场上同类产品中的佼佼者。


04. Lavelle Industries发布新型HNBR密封件

6月5日,Lavelle Industries发布了一款专为航空航天工业设计的新型氢化丁腈橡胶(HNBR)密封件。该密封件在极端条件下性能优异,能够显著提高航空器材的安全性和可靠性。


05. Zeon将在日本建造新的环烯聚合物工厂

6月20日,Zeon Corporation宣布将在日本周南市建造新的环烯聚合物(COP)工厂,总投资约700亿日元(4.43亿美元)。这一决定旨在加强公司生产基地的弹性。


06. NOK与Eneos联合开发自润滑橡胶

5月14日,NOK和Eneos联合开发了一种“自润滑橡胶”,与传统产品相比,这种材料在油封和其他密封产品中的摩擦力减少了40%,即使在润滑不良的环境下也能保持相同的密封性能。


07. 独石化攻克官能化溶聚丁苯橡胶工业生产技术

中国石油和化学工业联合会发布的《2023年度化工新材料创新产品》名单,有20项产品入选。其中,独山子石化公司开发的官能化溶聚丁苯橡胶SSBR72612F榜上有名。公司在该产品的研发过程中,解决了官能化引发剂放大制备等系列难题,攻克了官能化溶聚丁苯橡胶工业生产技术,形成了3万吨/年官能化溶聚丁苯橡胶工业生产示范。该产品是中国首个自主研发并实现工业稳定生产的官能化溶聚丁苯橡胶产品,入选国务院国资委发布的《中央企业科技创新成果产品手册(2022年版)》。使用该产品制备的轮胎经欧盟专业机构测定,滚动阻力系数达到A级,抗湿滑指数达到B级,标志着中国石油在高性能轮胎领域官能化溶聚丁苯橡胶产业化达到了国际先进水平。


08. 星型支化溴化丁基橡胶通过鉴定

2024年4月,由中国石油化工科学研究院兰州化工研究中心牵头组织,与北京石油化工学院、浙江信汇新材料股份有限公司联合完成的“星型支化溴化丁基橡胶产业化技术与应用”项目通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。中国工程院蹇锡高院士、张立群院士等领衔的鉴定专家组认为,该技术达到国际先进水平,其中新型支化剂技术处于国际领先水平。项目团队研制了具有支化位点数量可调、溶解性好、接枝活性高、淤浆稳定性好等特点的溴化丁基橡胶用新型支化剂,并编制了支化剂生产工艺包,开发了高单体浓度、高支化度星型支化丁基橡胶工业化制备技术,发明了集“微水滴萃取”和“硬脂酸钙中和”的仲位选择性强化工艺,解决了溴取代位置调控、溴利用率低等技术难题,形成了具有自主知识产权的星型支化丁基橡胶、星型支化溴化丁基橡胶牌号。


09. 化销华北助力燕山石化丁基橡胶新品填补国内空白

近日,中石化化销华北推动燕山石化星型支化丁基橡胶新产品在国内橡胶胶囊头部客户完成生产应用,成功替代国外同类产品,填补国内产品空白。该产品相比传统丁基橡胶,具有更好的混炼加工性能及耐候性、环保性,是目前国内唯一的硫化胶囊专用原料。


(中国化工信息网 www.cheminfo.cn)







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