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橡胶引伸计

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橡胶引伸计相关的资讯

  • 高铁检测仪器发布等双轴拉伸试验机(橡胶有限元分析)新品
    1 研发背景:橡胶材料具有许多独特的物理特性,如强弹性、易变形、耐磨性等,这使得其在工程上得到了广泛应用,同时作为一种超弹材料,橡胶在受力过程中可以看作一种只有形状改变而其体积几乎无变化的不可压缩物体,同时还伴随着几何非线性和物理非线性变化,所以在进行有限元分析(简称FEA,是将连续问题离散化的一种方法)时,正确了解橡胶材料的力学性能参数十分重要。想要完整的表述橡胶超弹性材料模型需要6种纯应变状态的力学实验,单轴拉伸、单轴压缩、双轴拉伸、双轴压缩、平面拉伸以及平面压缩,传统的拉力试验机搭配合适的夹具以及位移传感器可以进行单轴以及平面的实验,但是对于双轴实验的局限性较大。2 原理:等双轴拉伸(又叫多轴拉伸)借助多个环形排列的滑轮、钢丝绳和特制环形治具等代替传统的双轴试验机对试样进行拉伸,其形式也由垂直形式的双向拉伸转换为单向的拉伸,在保证实验效果的前提下更易实现;同时借助平面夹具可以进行单轴的平面拉伸试验,其中平面拉伸和平面压缩试验在应力状态上是等效的。创新点:创新点:16轴等双轴拉伸,目前国内外多采用双轴拉伸,误差较大。首创唯一。 1.等双轴拉伸,是企业和高校有限元分析建立橡胶材料的本构材料模型所必需。 2.采用激光引伸计,位移分解度可达0.00004mm 3.测试功能丰富,可实现进行单轴拉伸、等双轴拉伸、平面拉伸三种测试。 等双轴拉伸试验机(橡胶有限元分析)
  • 天氏欧森:光学引伸计的未来已来
    近日,CHINAPLAS 2023国际橡塑展在深圳国际会展中心举办,吸引逾3,900家全球高质量展商、超240000名海内外观众汇聚。 作为行业领先的静态拉伸和压缩材料试验机供应商,天氏欧森(Tinius Olsen)携电子万能材料试验机、可变标距光学引伸计、熔融指数仪、HORIZON软件等产品盛装亮相。天氏欧森展位在展会现场,仪器信息网有幸采访到了天氏欧森测试设备(上海)有限公司市场经理张赞蓉,不仅请她介绍了本次的展品,也对试验机的发展趋势、公司未来的发展计划等进行了交流。现场采访视频张赞蓉女士在采访中重点介绍了一款新产品——Vector光学引伸计。这款“黑科技”不仅能够辅助进行拉伸、压缩、剪切、弯曲试验中的应变试验,且具有非接触式的数字化设计,支持自动化过程的标距标记。此外,还可提供模拟或数字格式的输出数据。全球首创双镜头技术立体视野,稳定测量,不受外界噪音干扰。并且平面外容忍度高,对材料基本无限制。与同类光学引伸计相比,Vector光学引伸计的反应更快,开机即可测量,并可与测试软件集成,适合于金属、合金、复合材料、低应变塑料等领域。Vector光学引伸计张赞蓉女士认为,经过这么多年的发展,试验机的技术已相对成熟,未来将会朝着数字化、智能化以及个性化发展,而天氏欧森新推出的Vector光学引伸计已经在这三个方面显示出了非常大的技术优势。最后,张赞蓉女士说到,天氏欧森非常重视中国市场,公司下一步将加大对中国市场的投入,扩大销售团队,发展多渠道销售,以让更多的国内用户用到好的产品和技术。
  • 英斯特朗全新AUTOX自动引伸计
    AUTOX被用来确定包括模量,规定非比例屈服和塑性(非比例)断裂伸长率。并且符合ISO9513,ASTM E83,和ISO527-1(2011)的标准要求, AutoX可自动标距长度定位,自动接触试样,从而提高了测试试样的试验室试验效率。通过除去手动操作中繁琐耗时的步骤,试验室操作员可以在提高效率的同时简化测试过程。此外,可减少传统接触式引伸计在关键测试中出现的重复性的不一致现象.   AutoX也可以使用在全自动或手动的测试系统上。在不使用时,操作员能快速,安全地把引伸计定位出试验区域,并提供了一个安全存储环境的测试空间。操作员能够轻松从试验区域卸载AutoX,不需要额外的工具设备来切换夹具和固定装置.   以下功能正在申请专利:   - 引伸臂:双臂通过只用一个电机驱动的旋转扣栓同时打开/关闭,使双臂更轻,同时降低摩擦力。   - 碎片防护:覆盖未使用区域,最大限度地减少污垢/碎片进入防护罩内仪器。   - 张紧轮:符合人体工程学的设计,操作员可以使用一个参考标签去标记张紧轮在测试过程中的位置。确保每个测试的准确和可重复性。   如需了解更多关于AUTO X 产品的信息,请报名参加2013年英斯特朗 新产品发布会   将您的姓名、单位、联系电话或邮箱发送到he_ying@instron.com, 标题请注明“参加英斯特朗2013年新产品发布会” 。
  • 英斯特朗全新视频引伸计AVE 2.0首秀中国市场
    2014年英斯特朗复合材料应用研讨会暨新产品推荐会   仪器信息网讯 2014年10月24日,为了更好地帮助用户解决测试阶段遇到的疑惑,提高试验质量,&ldquo 2014年英斯特朗复合材料应用研讨会暨新产品推荐会&ldquo 在北京香格里拉大酒店举行,50余位复合材料测试领域的专家学者与技术人员出席会议;仪器信息网作为特邀媒体参会。 会议现场   本次会议特别邀请了英斯特朗英国复合材料应用专家Ian McEnteggart,为参会者带来了一场最新技术产品与最热方法标准的精彩报告。英斯特朗中国区业务发展和运营总经理王志勇、市场经理张弛、静态试验机产品经理杨卫刚等人纷纷到会,现场与用户交流互动。 英斯特朗英国复合材料应用专家Ian McEnteggart   不同于一般材料,复合材料由不同性质的材料组成,具有很复杂的性能,需要由拉伸、压缩、剪切、弯曲等多种不同的测试方式来表征,并且对测试精度有很高的要求。英斯特朗最新推出的AVE 2.0高级视频引伸计,正是这样一款可以满足复合材料复杂性能测试的利器。   借此次会议举办之际,英斯特朗在现场特别展示并演示了AVE 2.0视频引伸计,据悉,此次亮相是AVE 2.0视频引伸计的中国市场&ldquo 首秀&rdquo 。 英斯特朗最新高级视频引伸计AVE 2.0   AVE 2.0将数据采集率提高到了490Hz,可以避免复合材料剧烈断裂时数据丢失问题;其精度符合ISO 9513 0.5级,适用于广泛的国际测试标准,包括ISO 527、ASTM D638和ISO 6892-1;高达670mm的测量范围,允许AVE 2.0容纳多个试样标距长度或不同试样。&ldquo 特别强调的是,AVE 2.0可与任何品牌的材料拉伸试验机实现兼容。&rdquo Ian McEnteggart补充到。   今年6月,英斯特朗最新研发推出了数字图像相关软件(Digital Image Correlation,以下简称:DIC),实现了可视化实时监测跟踪整个测试周期,可用于检测试样整个二维表面上发声的应变与位移。   Ian McEnteggart表示:&ldquo DIC技术并非英斯特朗开发的,但英斯特朗却首次将该技术成功集成进AVE 2.0。&rdquo 据其介绍,DIC软件采用了LED灯光专利设计,大大降低了周围光线对试验数据的影响。对于一直困扰用户多年的软件界面复杂和数据同步问题,英斯特朗根据材料试验用户的需求将软件进行了简化,使得操控界面简洁却不生疏 同时,DIC软件中还内置了同步功能,实现了DIC图像与采集的试验数据的同步。 全自动接触式引伸计AutoX 750同时亮相   会上,Ian McEnteggart还重点介绍了ISO 14126 纤维增强塑料复合材料面内压缩性能的特点、AITM 空中客车公司测试纤维增强塑料冲击后压缩强度的方法、AutoX750在执行ASTM D695标准测试中的优势等精彩内容,并现场回答用户提问,在一定程度上解决了参会者在复合材料试验过程中的&ldquo 疑难杂症&rdquo 。 现场回答用户提问   在互动环节,英斯特朗专业工程师现场对AVE 2.0进行了操作演示,面对面解答了客户在仪器操作和软件设置中的相关问题。 工程师操作AVE 2.0,用户围观 编辑:刘玉兰
  • 获评“国内领先”!海塞姆单目三维视频引伸计通过科技成果评价
    4月2日,由中国仪器仪表行业协会组织的“单目三维视频引伸计”科技成果评价会在深圳市海塞姆科技有限公司总部召开。本次评价委员会由中国科学院院士于起峰,中国仪器仪表行业协会教授级高工/分会秘书长姚丙南,上海交通大学教授/国家级实验教学示范中心主任陈巨兵,南京玻纤院标准认证技术研究院教授级高工/副院长马丹,中机试验装备股份有限公司教授级高工/技术总监马双伟,深圳信测标准技术服务有限公司教授级高工/首席专家李荣锋,北京长城计量测试技术研究所高级工程师甘晓川等7位专家共同组成。同时会议邀请了哈工大(深圳)教育发展基金会与校友工作办公室副主任李志丹老师、深圳市南山区科技创新局吴迪老师、深圳市南山战略新兴产业投资有限公司投资总监索得榕、深圳大学胡彪老师、尹义贺老师等嘉宾。按照科技成果评价规定的标准及程序,由中国仪器仪表行业协会郑朝松秘书长介绍与会专家,海塞姆科技领导介绍与会嘉宾。郑朝松秘书长主持会议,并成立评价委员会,选举于起峰院士为主任委员。深圳市海塞姆科技有限公司李长太董事长作“单目三维视频引伸计”成果汇报,重点介绍了项目背景及目的意义、研究方法与技术路线、实施方案、主要创新点、转化应用情况及项目带来的经济、社会效益等。专家组听取了项目成果汇报,并观看了现场仪器演示,严格查阅了相关资料。经质询和讨论,形成评价意见:本项目研制的单目三维视频引伸计属于国内首创,成果创新性强,具有自主知识产权。项目总体达到国内先进,部分指标达到国内领先水平。评价委员会一致同意通过评价。科技创新是引领企业发展的永恒动力。未来,海塞姆将不断加大研发投入力度,持续聚焦原创性、颠覆性技术、创新技术攻关,加快现有产品升级迭代,为未来力学性能测量领域创新发展提供有力支撑。
  • 第九届科仪展开幕——三思进口引伸计备受关注
    2011年4月25日,第九届中国国际科学仪器及实验室装备展览会在北京展览馆隆重开幕。 嘉宾为开幕式剪彩 本届展会吸引超过700家国内外科学仪器及实验室装备相关的展商参展,展示科学仪器产业新产品与技术,吸引了众多国际参观团和观众到会参观与交流。 协会领导到三思纵横展台参观(一) 协会领导到三思纵横展台参观(二) 三思纵横展出的新一代进口引伸计,引起了现场观众的广泛关注,更有客户现场就表达了购买意向。我们将随时发布展会现场最新动态,欢迎新老朋友继续关注三思纵横试验机产品。 现场观众参观三思纵横全自动引伸计
  • 助力材料高温变形测量——钢研纳克推出YYHT系列高温引伸计
    材料在外力作用下发生形状尺寸的变化称为材料的变形,变形的大小直接影响材料的性能,因此材料变形是其力学性能的重要指标。变形的测量都是通过引伸计来实现,材料在高温环境中的变形测量需要用到高温引伸计,YYHT系列高温引伸计可以满足各种形状尺寸材料在高温环境下变形的测量需求。1、简介YYHT系列高温引伸计具有精度高、灵敏度高、稳定性好、使用方便等特性,符合JJG762、GB/T12160、ASTM E83、ISO 9513等标准中对0.5级(或者B2级)精度的要求,可以适应不同规格和尺寸试样,相比于普通的引伸计,使用调节简单便捷,基于其极低的试样接触力,YYHT系列引伸计可以应用于薄板等对表面接触力比较敏感的样品测试。其技术参数如下:精度等级0.5级引伸计标距10mm/25mm/30mm/50m/80mm或定制最大变形量±5mm/±10mm或定制使用温度室温至1200℃输出灵敏度≈2.5mV/V应变片阻值350Ω供桥电压值≤8V输出端接头常规四芯、五芯、九孔、九针或USB等插头,可根据用户需求定制初始接触力0.15N最大接触力1.27N同时钢研纳克还推出活动支架方便高温引伸计与试验机的连接,试验机无需改动可根据试样尺寸和高温炉位置调整引伸计的上下位置,调节方便,操作简单,与试验机连接稳固,刚性好。2、验证高温引伸计测量的数据直接影响材料的性能,这就要求高温引伸计测量必须准确、稳定、可靠,所以引伸计不只要满足引伸计标定器的校准要求,还需要大量的测试和试验进行验证,保证数据的准确性。以下是我们部分验证的数据。(1)与普通引伸计的一致性检验,如图所示将普通手动引伸计和YYHT系列高温引伸计同时安装在同一根试样上,测试特定位置的变形量,测试结果如下表所示:特征点Rp0.1Rp0.2Rp0.3Rp0.4YYU引伸计(mm)0.11400.16450.21570.2672YYHT引伸计(mm)0.11420.16440.21580.2675从表中可以看出YYHT系列引伸计和常用引伸计测得的变形量一致。(2)与进口引伸计的一致性检验,分别将YYHT引伸计和进口引伸计安装在同一台试验机上,在特定温度条件下分别测试同一组标准样品,应力应变曲线如下所示:其中红色和绿色线为进口引伸计所得,其余为YYHT高温引伸计所得,曲线重合度高,一致性好。通过大量,多次及不同温度区间反复测试比较,YYHT高温引伸计测试精度高,稳定性好,测试数据准确,能够完成高温环境下材料变形的测量工作。3、应用YYHT系列高温引伸计已应用于用户的材料测试工作,如图所示为某测试中心一机双YYHT高温引伸计,可以满足不同尺寸试样的高温变形测量要求。通过权威机构的校准检验,完全满足国标0.5级和美标B2级的要求,证书如下:同时也满足高温拉伸新标准GB/T228.2中对应变控制的要求,曲线如下:目前YYHT系列高温引伸计以其应用范围广,数据准确稳定,精度高,安装便捷,性价比高等特点已广泛应用于材料在高温环境下的变形测量,助力高温材料的性能测试,受到用户的一致好评。
  • 美国T.O天氏欧森公司最新型高精度视频引伸计面世
    国际知名的材料试验机生产商-美国T.O天氏欧森公司最新开发出精密视频引伸计,其主要用于非接触地精密测量试样的应变数据。这种新型的视频引伸计采用了高精度的数码相机、冷光源、高速图像处理系统及现今最前沿的数据处理模式 -&ldquo 次级映像点插值法(sub-pixel interpolation) &rdquo ,因此,点位影像可以对拉伸、弯折或压缩进行实时持续测量及控制直致试样断裂,其测量精度甚至超过ASTM E83 B1级标准及ISO 9513 标准中的0.5级的要求。 其主要特征有: 非接触式应变测量 分辨率高于镜头视野范围的1/100,000 测量精度达到0.5%或更高 试样准备简便 配有小型的试样照明用冷光源 自动标距设定功能,可设定任意标距 用户自编备注方便保存相关信息 多种纵向与横向标距同时测量 (HESC型视频引伸计测量塑料或金属试样) 视频引伸计有多种型号,其中一种是适用于测试低延伸率材料(如金属)的LESC视频引伸计,另一种是适用于测试高延伸率材料(如塑料)的HESC视频引伸计。高分辨率低延伸率的视频引伸计配有25毫米视野范围的材料测试专用镜头。高延伸率的视频引伸计配置的是通用镜头,它的视野范围可以达到1,000毫米。还有同时包含高精度及大量程的DCHT双镜系统。这种技术使视频引伸计适用于所有的材料测试,包括(但不限于)以下材料:金属(包括细金属线)、弹性纤维、纺织物、塑料、合成物。 (LESC型视频引伸计测量细钢线试样) 视频引伸计还配有冷光源;虽然在普通的日照条件下引伸计就可以跟踪目标,但采用冷光源可以防止环境光源条件改变时引起的目标跟踪掉失。 任何可见的标志都可以用做图像识别,无论是试样表面的天然图案、笔的划痕、水滴、打孔的记号,还是不规则的喷溅小斑点都可以。图像识别系统会自动跟踪观察面上的独特纹路,因此图案越不规则,图像识别就越精确。 (DCHT型双镜头视频引伸计) 系统工作的方式如下:首先获取图像,然后图像识别技术锁定两个目标,它们相当于一个标距。用户可以定义这两个目标,也就是说用户可以任意设定原始标距。当测试试样时,视频引伸计点对点地跟踪这两个目标的移动,从一桢图像跟踪到另一桢图像并考虑每桢图像间,目标的相对位置,移动速度及方向,通过&ldquo 次级映像点插值法&rdquo 计算模型,这样应变的数据就可以实时测量出来。在横向及纵向上可以采用多个标距进行试样的塑性应变比(r值)及硬化指数(n值)等力学性能的测量。采用我们的&ldquo 次级映像点插值法&rdquo 原理,可以达到比传统视频引伸计高出最少100倍的分辨率。 视频引伸计的所有测量与输出都有时间记录,并且可以存档便于日后使用。此外,未经压缩的视频图像输出也可以记录下来,用作测试后的测量与分析。
  • 一场应变测量的革命 --英斯特朗推出新视频引伸计AVE.2.0
    英斯特朗是全球领先的力学性能测试设备供应商,产品广泛应用于评价材料和部件机械(力学)性能。英斯特朗最新推出先进的视频引伸计AVE 2.0,这款视频引伸计可以充分满足各项严苛的测试标准要求,例如ISO527,ASTM d3039 ,ASTM D638等。这款第二代视频引伸计,也是当今市场上采用专利的,先进的视频引伸计技术中最快速,最准确的非接触式应变测量装置。AVE2.0一体化装置非常容易安装,可以适用于各种条件下的试验室环境,也适用市场上任何±10伏模拟输入的试验装置(测试表现则与各款试验机本身条件有关)。该产品设计自动降低了试验室测试中受热和照明变化产生的误差,同时AVE 2.0 也是目前市场上唯一具有实时490赫兹数据采集率并实现1微米精度的视频引伸计。AVE2.0出色性能使得用户可在各种试验环境条件下进行应变测试,与数字图像相关技术相结合(DIC)。还可以测量任何材料的模量和失效时的应变,包括塑料,金属,纺织,薄膜,复合材料,生物材料及更多。 关于英斯特朗:英斯特朗(INSTRON )是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商,美国五百强公司ITW集团旗下品牌,从基本的软组织到先进的高强度合金材料,其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。 自1946年英斯特朗成立并研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和第一个应变片式载荷传感器以来,英斯特朗以成为公认的力学性能测试设备世界领导者为使命,通过提供最高品质的产品,专业的技术支持和世界水平的服务,从而使用户获得拥有英斯特朗产品的最佳体验。 了解更多信息请访问英斯特朗官方网站: www.instron.cn用手机扫一扫,关注英斯特朗微信账号,获取更多英斯特朗的产品信息和测试tips
  • 长春机械科学研究院视频引伸计亮相科仪展引关注
    由中国仪器仪表行业协会主办的第十届中国国际科学仪器及实验室装备展览会于2012年5月15-17日在北京&bull 中国国际展览中心举行,展出面积25000平方米,为历届规模之最。该展览会被业界誉为&ldquo 中国科仪第一展&rdquo 。 长春机械科学研究院作为中国仪器仪表行业协会试验仪器分会理事长单位及中国仪器仪表学会试验机分会秘书处常驻单位应邀参加了此次展会,由经管中心推广部组织展出了新型DDL200型电子万能试验机和先进的RTSS视频引伸计,引起业内专业观众和广大用户的极大关注。 RTSS视频引伸计是基于数字摄像与实时图像处理技术的非接触式光学测量系统,用于精确测量试样的轴向与径向变形。可进行材料变形测量、拉伸试验中的应变控制、裂纹探测、动态拉伸试验中的应变研究、动态与高速试验及震动分析等,具有无接触、高精度、测量范围大、支持破断测量等传统引伸计无法比拟的优点。视频引伸计的采用不仅会提高变形测量精度,提供多媒体的试验结果,还将会扩展传统试验内容,提高整体试验水平,创造新的试验价值。 更多新产品详情请致电垂询或关注长春机械科学研究院网站!
  • 天氏欧森推出非接触式引伸计
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 天氏欧森( span style=" text-align: justify text-indent: 32px " Tinius Olsen /span )Epsilon One是一种新型光学非接触式引伸计,可通过视频进行高精度,高分辨率,非接触式轴向应变和位移测量,以测量应变。它的易用性是独一无二的。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 它适用于测试高模量材料,例如金属和复合材料以及更高伸长率的材料,薄或易碎的样品,循环疲劳,应变控制测试,挠度计应用以及测量裂纹开口位移。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 通过Epsilon全面的光路优化,将多种光学技术和信号处理算法统一起来,可达到一流的精度和分辨率。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 它具有超高的摄像头分辨率,高达3000Hz的实时数据速率,最小化的光学误差源以及信号处理技术,可提供最高的应变分辨率和精度,并具有最低的噪声。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 应变或延伸量被实时测量并输出。Epsilon One的高分辨率和ISO 0.5 / ASTM B-1精度等级使其适用于从金属,复合材料到弹性体以及介于两者之间的各种应变值的非接触式测量。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/b7ff6102-bb64-4a72-831e-44d16ee02dae.jpg" title=" ProductLarge15694.jpg" alt=" ProductLarge15694.jpg" / /p
  • 纳米氧化锌在隐身技术中的应用研究进展
    p style=" text-indent: 2em " 随着军事高技术的迅猛发展,世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强,陆、海、空各兵种地面军事目标的生存能力以及武器系统的突防能力日益受到严重威胁。为了提高国防体系中地面军事目标的生存力与武器系统的突防和纵深打击能力,发展和应用隐身技术成为国防体系发展的重要方向。而隐身材料又是隐身技术最重要的环节。因而国内外近年来掀起了隐身材料的研究热潮。 目前己在使用和尚在研制的新型隐身材料有:宽频带吸波剂、高分子隐身材料、 手征隐身材料、纳米隐身材料等。而近年来关于纳米材料具有高的电磁波吸收系数越来越多的报道,引起了军事科技人员极大的兴趣。 /p p style=" text-align: center " & nbsp img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/0c54b75f-dafd-463e-812a-345c9518e969.jpg" title=" 1.jpg" / & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图一 新型隐身材料应用于军属领域 /span /p p style=" text-indent: 2em " 纳米氧化锌也是纳米隐身材料中的研究热点之一。纳米氧化锌是一种非常有发展前途的新型军用雷达波吸收剂,具有轻质、厚度薄、颜色浅、吸波能力强等优点。 /p p style=" text-indent: 2em " 一、纳米氧化锌的制备方法 /p p style=" text-indent: 2em " 纳米氧化锌的化学制备方法种类繁多,新工艺层出不穷,如液体-固体-溶液相转移与分离法,但研究较多的主要有沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热(溶剂热)法等。 /p p style=" text-indent: 2em " 1、沉淀法 /p p style=" text-indent: 2em " 沉淀法一般分为直接沉淀法与均匀沉淀法。直接沉淀法是在可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂制得氧化锌前驱体,将其洗净后在一定温度下热分解得纳米氧化锌。常见的沉淀剂为氨水、碳酸氢铵等。而前驱物为Zn(OH)2、Zn2(OH)2CO3等 。 /p p style=" text-indent: 2em " 2、溶胶-凝胶法 /p p style=" text-indent: 2em " 溶胶凝胶法是制备超微颗粒的一种湿化学法。其基本原理是将金属无机盐或 金属醇盐溶于溶剂中形成均匀的溶液,溶质与溶剂产生水解或与醇反应,反应生成物经聚集后,一般生成纳米级粒子并形成溶胶。 /p p style=" text-indent: 2em " 3、微乳液法 /p p style=" text-indent: 2em " 两种互不相溶液体在表面活性剂作用下形成的热力学稳定的、各向同性、外 观透明或半透明、粒径在1-100 nm的分散体系则称为微乳液。微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂、油和水组成的透明的、各向同性的热力学稳定体系。 /p p style=" text-indent: 2em " 4、水热(溶剂热)法 /p p style=" text-indent: 2em " 水热合成法是液相中制备超微颗粒的一种新方法。一般是在100-150oC温度 下和高气压环境下实现从原子、分子级的微粒构筑和晶体生长。溶剂为水称水热法,为其它溶剂如乙醇、异丙醇等时称溶剂热法。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/72a45ed5-3a7f-4aab-ac13-26fff845a89a.jpg" title=" 2.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图二 纳米氧化锌的SEM图 /span /p p style=" text-indent: 2em " 二、纳米氧化锌作为隐身材料的基本原理及应用 /p p style=" text-indent: 2em " 隐身材料是用于降低军事目标可探测性的材料。材料隐身的基本原理是降低 目标自身发出的或反射外来的信号强度;或减少目标与环境的信号反差,使其低 于探测器的门槛值;或使目标与环境反差规律混乱,造成目标几何形状识别上的困难。目前雷达在各种探测器中仍占主导地位,因此雷达波隐身材料是隐身技术 中最主要和发展最快的隐身材料。雷达波隐身材料的基本性能要求是吸收雷达 波,因而这种材料又称为雷达吸波材料。 /p p style=" text-indent: 2em " 雷达吸波材料是通过吸收衰减入射的能量以减少反射能量,降低军事目标 可探测性。吸波原理通常是以下3类:一是雷达波作用于材料时,材料吸收雷达波的能量,并通过产生电导损耗、高频介质损耗、磁滞损耗等,使电磁能转化为热能散发掉;二是使雷达波在材料表面的反射波能量分散到目标表面的各个部 分,减少雷达接收天线方向上散射的电磁能;三是使雷达波在材料表面的反射波与进入材料后在材料底层的反射波叠加产生干涉相消。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/7bdaafeb-819d-4b2c-9e93-7c6be4801a38.jpg" title=" 3.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图三 波与物质作用示意图 /span /p p style=" text-indent: 2em " 氧化锌是一种直接带隙的多功能宽禁带新型无机半导体材料。在室温下禁带 宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 MeV,具有良好压电特性,在紫外光发射材料、透明导电、场发射显示器件、太阳能电池与气体传感器、紫外半导体光电器件材料方面有着广泛应用。近年来人们发现氧化锌是不错的吸波材料,引起了人们极大的兴趣。 /p p style=" text-indent: 2em " 纳米氧化锌是一种新型多功能的无机材料,在声、磁、光、电等方面具有很多优异性能,并且现在工业化生产各种形状的纳米氧化锌已得以实现,因此,随着研究的日益深入,纳米氧化锌将可能成为一类多功能复合型吸波隐身材料。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d0ebb66e-64b9-4619-8e93-c88086741f42.jpg" title=" 4.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图四 纳米氧化锌应用于隐身材料 /span /p
  • 我国隐身技术航空科技重点实验室揭牌
    隐身技术航空科技重点实验室揭牌   日前,隐身技术航空科技重点实验室在中航工业沈阳所通过中航工业评审验收并揭牌。该实验室成为中航工业依照国家重点实验室标准在隐身技术专业领域建立的第一个航空科技重点实验室。   隐身技术航空科技重点实验室聘请国内20多位资深专家组成学术委员会,不断强化实验室的学术水平和研究能力,积极开展对外交流合作,将全力打造为隐身设计/测试行业领域内具有国际先进、国内领先水平的开放式研究平台,国内一流的研究基地和学术中心。   一直以来,沈阳所始终瞄准航空科技和国家航空隐身装备发展的前沿需求,围绕航空隐身技术的战略发展目标和武器装备的隐身技术发展趋势,加强科研环境建设,依托强大的科研实力,不断展开关键技术研究,使我国航空装备隐身特性及生存力研究实力大幅提升。
  • 青岛科大牵手世界顶级生产商共建橡胶实验室
    继全球最大的合成橡胶材料生产厂商德国朗盛将该公司亚洲最大的研发中心落户青岛科技大学之后,日前世界顶级橡胶加工分析仪器生产商美国阿尔法(Alpha)公司也向青岛科技大学伸出橄榄枝,将与该校橡塑材料与工程教育部重点实验室携手共建橡胶测试示范实验室。   Alpha公司座落于世界橡胶科学研究及技术研发的重要基地美国阿克隆(Akron)市,是世界顶级的橡胶加工分析仪器生产商。橡塑材料与工程教育部重点实验室是教育部在国内高校中设立的唯一一个橡塑领域的专业实验室。根据协议,Alpha公司将在橡塑材料与工程教育部重点实验室设置示范实验室,室内将免费放置Alpha公司主打产品橡胶硫化仪、门尼粘度仪、毛细管流变仪以及炭黑分散度测定仪等价值百余万元的国际顶级测试仪器,并负责议器的维护和软件升级 重点实验室将依托这些世界顶级仪器开展橡胶测试技术的示范推广工作,为国内橡胶企业提供更精准的测试数据,提高中国橡胶企业的国际竞争力。
  • 国际标准ISO对橡胶添加剂白炭黑的粒径表征的要求
    白炭黑即沉淀二氧化硅,又名水合二氧化硅,分子式为 SiO2.nH2O,是一种白鱼、无毒、无定形微细粉状物,具有多子性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能的重要无机硅化合物。其相对密度为2319-2653,熔点为1750℃。主要用作橡胶、塑料、合成树脂以及油漆等产品的填充剂,也可用作润滑剂和绝缘材料。目前全世界70%的白炭黑用于橡胶工业,是优良的橡胶补强剂,能改善胶接性和抗撕裂性,其性能明显优于普通炭黑。2000年国内橡胶工业总需求量大于160万吨,白炭黑在橡胶中已广泛的用来替换炭黑。白炭黑粒径的大小会影响到在橡胶中的分散性能、橡胶的拉伸性能、耐磨性和抗湿滑性能。炭黑在橡胶基体中的分散是影响复合材料的生热和磨耗的关键因素,从增强炭黑与橡胶之间的相互作用角度出发,通过炭黑改性、橡胶改性和液相复合技术等方法可制备综合性能优异的炭黑/橡胶复合材料。ISO20937《Rubber compounding ingredient-precipitated silica-Determination of aggregate size distribution by disc centrifuge》国际标准采用差速离心法进行白炭黑的粒径表征。利用离心圆盘可以精确测量白炭黑总的粒径分布情况,根据测试的时间与转速,依据斯托克斯定律可以实现5nm-75um的粒径测量。国际标准中所使用的仪器参数如下:离心圆盘:允许转速可以达到24000r/min探头式超声仪:至少200W的功率制冷温度浴:如低温温度浴高精密天平:±0.01g一次性注射器:1ml和2ml的规格卷边瓶:推荐使用35ml,直径30mm,高65mm水:去离子水蔗糖:粉末,≥99.7十二烷:99%PVC标准溶液:推荐使用220nm±20nm目前对于炭黑粒径的分析,ISO国际标准推荐使用CPS Instrument,Inc公司的纳米粒度分析仪,并且详细记录了仪器中参数的设定值,对于操作者只需要跟着内容操作,一步步进行即可得到白炭黑的粒径 结果。 美国CPS纳米粒度分析仪(如图所示)可以真实反映样品在溶液中的真实粒径分布状态,粒径测试结果的精确度媲美扫描电镜,分析范围为5nm-75um。主要特点如下:所需样品量少。每次只需要0.1ml,这在疫苗研发、化学合成方面具有极大的优势。一次测试可到40多个样品。在前处理准备工作做完以后,可结合标准颗粒一批次测试40多个样品。分辨率高。同激光散射和颗粒计数等方法比较,对于样品中即使只有1%峰值差异的颗粒,依旧可以很好地区分测量出来,即可以得到真实的粒度分布结果。灵敏度高。低至 10-8 g 的样品就可以满足日常分析需要。分析时间端。和传统沉降法比较,由于采用更快的圆盘转速和高速检测器,因此极大缩短了分析所需时间。对于粒径分布范围很宽的样品,通过可选的速度调节功能圆盘,仅需常规圆盘分析时间的 1/20。图1 CPS纳米粒度仪(左图为自动进样器,右边为自动梯度液生成器)
  • 橡胶硫化特性的测试 (包括门尼焦烧和硫化曲线)
    硫化是橡胶制品制造工艺中最重要的工艺过程之一。 就是使橡胶大分子链由线性变为网状的交联过程,从而获得良好物理机械性能和化学性能。 橡胶的硫化性能是反映橡胶在硫化过程中各种表现或者现象的指标,对进行科研、指导生产具有很大的实用价值,硫化性能主要包括焦烧性能、正硫化时间、硫化历程等,测定橡胶的硫化性能方法很多。其中以硫化仪和气泡点分析仪最佳。 ⑴ 门尼粘度计法 门尼粘度计法不但能测定生胶门尼粘度或混炼胶门尼粘度,表征胶料流变特性,而且能测定胶料的触变效应,弹性恢复、焦烧特性及硫化指数等性能,因此它是最早用于测定胶料硫化曲线的工具。虽然门尼粘度计不能直接读出正硫化时间,但可以用它来推算出硫化时间。 ⑵ 硫化仪法 硫化仪是近年出现的专用于测试橡胶硫化特性的试验仪器, 类型有多种。按作用原理有二大类。第一类在胶料硫化中施加一定振幅的力,测定相应变形量如流变仪;第二类是目前通用的一类。这一类流变仪在胶料硫化中施加一定振幅变形,测定相应剪切应力,如振动圆盘式流变仪。 3.1 橡胶门尼焦烧试验 胶料的焦烧是胶料在加工过程中出现的早期硫化现象,每个胶料配方都有它的焦烧时间(包括操作焦烧时间和剩余焦烧时间)。在生产中应控制此段时间的长短。如果太短,则在操作过程中易发生焦烧现象或者硫化时胶料不能充分流动,而使花纹不清而影响制品质量甚至出现废品,如果焦烧时间太长,导致硫化周期增长,从而降低生产效率。当前测定焦烧时间广泛使用的方法是门尼焦烧粘度计(测定的焦烧时间称为门尼焦烧时间),此外也可以用硫化仪测其胶料初期时间(t10)。 3.1.1 门尼焦烧的试验原理 用门尼粘度计测定胶料焦烧是在特定的条件下, 根据未硫化胶料门尼粘度的变化,测定橡胶开始出现硫化现象的时间。 3.2 橡胶硫化特性测定 为了测定橡胶硫化程度及橡胶硫化过程过去采用方法有化学法(结合硫法、溶胀法),物理机械性能法(定伸应力法、拉伸强度法、永久变形法等),这些方法存在的主要缺点是不能连续测定硫化过程的全貌。硫化仪的出现解决了这个问题,并把测定硫化程度的方法向前推进了一步。 硫化仪是上世纪六十年代发展起来的一种较好的橡胶测试仪器。广泛的应用于测定胶料的硫化特性。硫化仪能连续、直观地描绘出整个硫化过程的曲线,从而获得胶料硫化过程中的某些主要参数。 上岛 硫化试验仪(无转子) 型号:VR-3110 在规定的温度下,混合橡胶放在上下平板膜腔之间并施以正弦波扭矩振动时,随着橡胶的硫化测定其扭矩的变化。可根据最大扭矩、最小扭矩、焦烧时间、硫化时间、粘弹性等其它因素的变化求出硫化特性的试验机。 上岛 气泡点分析仪型号:VR-9110 气泡点分析仪是能在需要的最小限度抑制橡胶的硫化时间的测试机,而对车胎、皮带、防振橡胶等产品的硫化工程控制有效。对生产性提高、能源消减、摩耗特性或者耐久性等产品特性的提高有益。 橡胶硫化不够时看到的内部气泡在硫化工程中控制 ,知道每种材料的最佳硫化时间。
  • 【应用案例】橡胶耐疲劳性能影响因素
    就橡胶材料而言,疲劳寿命是指橡胶材料在重复变形的过程中,当其承受的局部变形应力超过橡胶的延伸率或应力极限时,疲劳过程开始,以至于达到破坏。这种疲劳破坏的开始点是由于橡胶表面或内部的不均匀性所造成的。橡胶材料破坏的主要原因MAIN REASON 橡胶材料的破坏主要是由于其内部的缺陷或微裂纹引发的裂纹不断传播和扩展而导致的。按照分子运动论的观点,橡胶材料的动态疲劳破坏归因于材料本身分子链上化学键的断裂,即试样在受到周期应力一应变作用过程中,应力不断地集中于化学键能比较弱的部位而产生微裂纹,继而发展成为裂纹并随着时间的推移而逐步扩展开来。裂纹发展是一个随着时间而发展,涉及到橡胶材料的分子链连续断裂的粘弹性非平衡动态变化过程。这一微观发展过程在宏观上的表现是,橡胶材料在动态应力一应变的疲劳过程中,裂纹穿过试样不断扩展,直到断裂以及产生与之所伴随的热效应。MMARIZE橡胶材料疲劳概述SUMMARIZE 橡胶制品通常是在周期性应力状态下使用的,橡胶材料的疲劳断裂性能往往决定这些制品的疲劳寿命。为了保证橡胶制品使用时的安全性和可靠性,研究橡胶材料的动态疲劳特性具有重要的意义。 橡胶材料的疲劳寿命研究方法包括疲劳裂纹萌生方法和疲劳裂纹扩展方法两类,工程上多采用基于橡胶材料S—N曲线的疲劳裂纹萌生方法进行寿命预估;以应变能密度为疲劳损伤参量的裂纹萌生法被证明在多轴条件下具有更好的适用性。ASE SHOW橡胶材料试验案例展示CASE SHOW 凯尔测控是一家专业从事开发、生产、销售各类力学试验系统的国家高新技术企业,自2008年成立以来一直致力于发展新的测试方法,已申请与授权专利20项,软件著作权37项。先后与清华大学、北京大学、中科院金属所、中国工程物理研究院等国内高校、科研院所及军工单位建立密切合作,持续在航空、航天、核电等关键领域进行技术研发与投入。公司拥有各类力学性能试验机四个系列四十余个品种,主导产品电磁式疲劳试验系统、原位力学试验系统、原位双轴力学试验系统、拉扭多轴疲劳试验机等先进测试系统,是国内疲劳试验测试系统的高新企业。
  • 【综述】红外隐身材料的应用及其研究进展
    随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身材料的开发已成为一个迫切的需求。红外隐身效果受温度和红外发射率的共同影响,但以往的研究大多集中在单一因素上,从而限制了红外隐身产品的有效性。据麦姆斯咨询报道,近期,西安工程大学的科研团队在《印染》期刊上网络发表了以“红外隐身材料的应用及其研究进展”为主题的文章。该文章第一作者为陈海通,通讯作者为王进美教授。本文介绍了各类红外隐身材料的优势和局限性、近年来的研究进展以及未来发展趋势,重点包括基于不同的材料在红外隐身领域所发挥的独特作用。红外隐身原理在了解红外隐身机理之前,深入研究其探测原理有利于更好地规避和反制。隐身技术与探测技术双方是相互抵制的关系,二者都是围绕目标和背景两个对象进行展开,探测是通过不断放大目标与背景的差异,从而识别出目标,隐身则是缩小两者的差异。例如,在飞机上,不同的探测器通过六个相应的特征——声学、视觉、烟雾、雷达、红外和轨迹特征来探索它们存在的迹象。红外探测主要基于热成像原理,加之物体本身就是红外光源。红外波可以覆盖0.76~1000μm的范围,可细分为五个部分(如图1所示):近红外波(NIR,0.76~1.5μm),短红外波(SWIR,1.5~ 3μm)、中红外波(MWIR,3~8μm)、长红外波(LWIR,8~15μm)和远红外波(FIR,15~1000μm)。由于地球大气层吸收了大部分红外线,仅对3~ 5μm和8~14μm范围内的电磁波相对透明。因此,在两个大气窗口中隐藏目标的自发辐射是击败红外探测器的有效措施。图1 各种波段的比较及相应的隐身应用除此以外,材料性质、表面粗糙度和厚度等许多因素都会影响红外发射率。考虑到材料的自身特性,其红外发射率与原子核和外核电子的相对位移(正负电荷中心不一致产生的电偶极矩)密切相关,带负电的外核电子和带正电的原子核会受到外电场的影响。这三个方面体现在复介电常数、电导率和晶格振动对材料红外发射率的影响上。红外发射率的复介电常数实部依赖性主要受材料的极化度控制,与本征极化偶极矩数、离子半径、晶格常数等因素密切相关。而表面粗糙度对红外发射率的影响可归纳如下:一方面,入射辐射在物体不平整表面的漫反射增加了物体表面吸收红外辐射的机会,导致吸收率增强;另一方面,凹凸不平的表面提高了辐射体的相对辐射面积,从而增加了辐射能量和相应的发射率。此外,随着材料厚度的增加,红外发射率也会增加。金属材料的热辐射特性发生在几微米的表层,可以认为表面特性和发射率与厚度无关。对于大多数非金属介电材料,辐射都有一定的穿透深度。因此,非金属电介质和半透明材料的发射率不仅取决于它们的表面状态,还取决于样品厚度。红外隐身方法点源探测和成像探测是两种主流的红外探测方法。点源探测主要与探测距离有关,可检测到的最大距离R。为了最小化目标检测距离,红外辐射特征J越小越好。成像检测主要是利用背景与目标间的热辐射能量之差进行测试。一般来说,发射率高,物体很容易暴露在红外探测器下。为了实现红外隐身伪装,背景和目标物体之间的红外发射强度差异应该足够接近可以忽略不计。因此,降低辐射能E对于红外隐身是必不可少的。控制目标表面温度和降低目标表面发射率ε是获得良好红外隐身能力的主要途径之一。到目前为止,控制表面温度的主要方法是热隔离和热通量控制。理想的绝缘材料是空心玻璃微球(HGM)、气凝胶、热毯、纳米纤维膜、微/纳米多孔泡沫、软木和皮革等隔热材料。其中,HGM和气凝胶在红外隐身领域应用较多。但这种方法的局限性同样明显,因为环境等限制条件,有时物体的表面温度很难改变,所以当物体的T难以改变时,具有低ε的产品具有出色的红外隐身能力。根据Hagen-Rubens定律,电导率与低ε正相关。例如Cu、Ni和Al等金属,以及一些导电聚合物,如聚苯胺(PANI)是低ε材料。但是金属在可见范围内具有高反射率,这会降低视觉伪装效果。因此,金属材料一般被用作填料。目前,研究人员主要通过对金属填料进行改性来实现低发射率与低光泽度的兼容。综上所述,实现红外隐身的最佳途径是削弱和调整目标的红外辐射能量特性,同时使其尽可能接近背景。因此,将“目标+背景”的组合识别为“与背景相似的物体+背景”的组合,这样更有利于欺骗检测器。红外隐身材料隔热材料中空微珠作为隔热材料具有超微小孔隙结构、空心结构或多层结构等特点,因而具有很低的导热系数和吸水率。将其作为填料可以显著降低目标热量的传导,从而有效降低目标的红外辐射能量。2018年,焦钰钰团队开发了一种由纯无机矿物组成的玻璃微珠,该微珠会与基体表面形成一个中空气体层从而阻断热传导,因其蜂窝中空结构故,而它的导热系数很低,涂层具有非常好的隔热保温效果。同时,中空玻璃微珠可以将太阳85%以上的热量反射阻隔在基体表面。PAKDELl团队在2020年将空心微珠颗粒与TiO₂纳米粒子共混,制备了织物用隔热涂料,涂料具有良好的隔热性能并降低了织物的可燃性,另外空心微珠颗粒的存在及其浓度也会直接影响织物的近红外反射率。该团队利用红外热成像仪证明空心玻璃微珠防止涂层织物快速散热,此功能可以应用于保暖织物,还可以减少从室内空间到建筑物外的热量损失,进而有效提升红外隐身性能。凝胶系列中的气凝胶具有极低的密度、低导热性和高比表面积,是一种具有3D互穿网络的高度多孔材料。空气层分裂成小块,可以抑制热量的相对流动。此外,气凝胶骨架赋予固体热传导路径复杂而漫长,从而增强散热能力。2020年,ZHANG的团队开发了双向各向异性聚酰亚胺/细菌纤维素(b-PI/BC)气凝胶,它们具有良好的各向异性成型性、质量轻和出色的隔热性能(图2)。与单一的PI气凝胶和其他商业绝缘材料(聚氨酯和聚苯乙烯泡沫)相比,b-PI/BC气凝胶在相当大的温度范围内有效地阻止了传热,并具有稳定的隔热性能(图3)。图2 b-PI/BC气凝胶的合成流程图3 与其他商业绝缘材料相比,bPI/BC气凝胶具有良好的隔热性能此外,WU的团队在2022年通过改变CuS的添加量和热还原策略设计了rGO/CuS复合气凝胶。CuS的添加有效地调节了红外发射率和隔热性能。加热30 min后,由于其多孔结构,它会保持原始温度。因此,层压多孔结构和多组分赋予复合气凝胶隔热和红外隐身多功能性。该团队还通过简便的溶剂热法和随后的冷冻干燥制备了rGO/CuS@PCM气凝胶(图4)。它们在8 ~ 14 μm的红外发射率从0.82调节到0.59。虽然气凝胶是当前密度最小、隔热性能最好的固态材料,但其存在强度低、易碎等缺陷,在一定程度上限制了它的应用。图4 rGO/CuS@PCM气凝胶制备过程示意图相变材料相变材料(PCM)由于其卓越的热管理能力在红外隐身功能材料领域受到特别关注。目前,许多研究人员将相变材料微胶囊化再应用于红外隐身涂层中。相变微胶囊(MPCPs)是一种具有核壳结构的相变储能材料,其原理是通过相变材料的放热和吸热过程来调节温度。GU Jie团队在2021年采用二十烷作为相变材料(PCM),三聚氰胺、尿素和甲醛(MUF)作为壳材料形成微胶囊。然后,将聚苯胺(PANI)沉积在这些微胶囊的表面以形成了具有温度控制和低红外发射率的双壳微胶囊(DSM)。经测试,具有1.354 mm厚涂层的红外隐形织物可冷却高达11.2 ℃,并且控温过程持续27 min,红外发射率达到0.794。该面料在实际使用中具有显著的红外隐形效果和良好的耐用性(图5)。图5 红外隐形织物的红外图像然而传统的PCM通常表现为具有固定转变温度的刚性固态或流动液态,极大地限制了它们的应用,特别是在多波段隐身和多场景中。因此,很多团队在这方面进行了改良,例如2023年DENG团队首次设计并构建了一种用于同步视觉/红外隐身的本征柔性自愈合相变薄膜。该相变膜具有固-固相变行为,转变温度(从38.8 ℃到51.1℃)和热函(从79.7 J/g 到116.7 J/g)可调,该相变薄膜可定制不同颜色和多种配置,在多场景下展现极佳的视觉隐身功能。此外,该相变薄膜具有热管理能力,并在各种温度下对目标物表现出红外隐身性能,且具有长期循环稳定性(500次循环)和出色的柔性。此外,PCM与气凝胶结合的复合材料也可以达到优秀的红外隐身效果,在2019 年,LYU的团队首先制备了Kevlar纳米纤维气凝胶(KNA)薄膜,然后与PCM结合以获得KNA/PCM薄膜,发现具有热管理功能的KNA/PCM复合薄膜在太阳光照的室外环境中表现出优秀的红外隐身性能。在此基础上该团队还提出了一种由隔热层(KNA薄膜)和红外吸收表面层(KNA/PCM)组合的结构,以隐藏红外检测中的热目标。与其他红外隐身材料相比,KNA−KNA/PCM组合结构涂层靶材由于优异的隔热性和超低红外透过率,红外隐身性能更优秀。这样的结构在未来军事和工业领域的应用具有巨大的潜力,为红外隐身技术提供了更有效的解决方案。纳米结构材料纳米结构材料在很宽的频率范围内表现出均匀的吸波特性。因此,它在红外和雷达波隐身材料的应用较多。由于红外光的波长远大于纳米颗粒的尺寸,导致纳米材料对红外光具有高透过率,使红外探测器接收到的反射信号变得很微弱,从而实现红外隐身效果。为了促进材料的多通道相容性,由两种或多种组分组成的纳米复合材料显著增强目标的红外隐身性能。研究发现,核壳纳米复合材料可以通过核和壳组分的相互修饰来调节。由于壳成分存在于核壳结构的外表面上,所以表面功能的操纵可以有效地满足不同的应用需求。近年来,由结构核和功能壳组成的核壳纳米复合材料在低发射领域受到越来越多的关注。例如WANG团队通过在SiO₂颗粒表面上层层组装剥离的LDH(层状双氢氧化物)纳米片和DNA生物分子,成功制备了SiO₂@DNA-LDH(图6)纳米复合材料,并测试了样品在8~14 μm波长下的红外发射率值,发现SiO₂@DNA和SiO₂@LDH的红外发射率值分别降至0.732和0.658。以DNA插层LDH为功能壳构建SiO₂@DNA-LDH核壳纳米复合材料,由于DNA和LDH纳米片之间的氢键或静电相互作用,以及DNA-LDH壳层形成加强的物理限制,红外发射率值进一步降低至0.458。图6 (a)SiO₂和(b)SiO₂@DNA-LDH纳米复合材料的扫描电子显微镜(SEM)图像,(c)原始SiO₂(d)、(e)和(f)SiO₂@DNALDH纳米复合材料的透射电子显微镜(TEM)图像此外,纳米金属材料在隐身材料中的应用同样备受关注。ZnSe因其在红外区域优异的非线性光学性能,Co在红外区的良好吸收特性,为过渡金属的掺杂提供了选择。但一种材料的微观结构会影响其光学特性,例如吸收、反射和透射。尽管ZnSe和Co具有良好的红外特性,但其电子空间分布仍然较差,不利于材料的吸收和光传导。Ga表现出高电子浓度和结构保护特性。因此,将Ga元素引入到材料中,不仅可以控制材料的微观结构,还可以改善材料的空间电子态分布。2021年PAN等人通过PLD(脉冲激光沉积)在不同的Ar气体下制备了一种适用于抗近红外探测的纳米CoGaZnSe多层薄膜。通过XRD(X射线衍射)、拉曼光谱和模拟研究了薄膜的微观结构发现通过控制生长压力来改变晶体特性、键合和电子的空间分布。在不同压力下获得的薄膜具有不同的透射率。根据这一特性,将具有不同透光率的薄膜与多层薄膜相结合,可以减少红外反射。该团队将多层薄膜涂在普通衣服的表面,然后使用红外探测器进行测试。结果表明,CoGaZnSe多层薄膜的抗近红外检测率最高可达86%,大大降低红外探测的量子效率。碳基复合材料碳材料以其质量轻、比表面积大、机械强度高和良好的导电性等的特性,彻底改变了隐身技术领域。炭黑、碳纳米管以及石墨烯的使用为合成轻质、多功能和智能红外隐形材料提供了新的可能性。例如,可以使用低发射率材料改性的碳纳米管用于屏蔽目标的红外辐射;可以通过石墨烯的添加巧妙地实现温度的动态调节,从而改善静态微/纳米结构只能改变热发射率,固定的热管理材料不能根据需求和环境调节温度的缺点。因此,碳基复合材料为红外隐身领域的设计和性能控制提供了高度的灵活性(图7)。图7 碳材料在红外隐身方面的优势零维材料炭黑作为全球生产最丰富的碳形式之一炭黑(CB),是碳基材料最早使用的原材料。但是单独添加炭黑会增强红外波段吸收,这对红外隐身不利。涂料的三个部分分别为添加剂、填料和黏合剂。其中实现红外隐身的关键在于各种填充物。金属填充物可以显着降低红外发射率,例如铝。但是金属对可见光的强烈反射与视觉隐身相冲突。2019年,LI和他的团队将直径为30~45 nm的炭黑纳米粒子直接喷涂到纳米多孔硅渐变折射薄膜上的5μm厚可转移阳极氧化铝(AAO)模板上。经实验测试,该薄膜在2.5~15.3 μm范围内平均吸光度为97.5%,远高于纳米多孔硅和AAO模板。此外,带有炭黑的AAO模板可以很容易地转移到其他结构上,可以更好地隐藏不同物体的热特性,从而进一步隐身。其本质是光通过AAO模板在内部多次反射,而随机的炭黑颗粒充当散射中心。通过炭黑和纳米多孔硅对光的进一步吸收和捕获,使复合结构能够实现非常低的反射率。因此,炭黑需要与具有较低红外发射率的材料结合使用,才能实现良好的隐身性能。一维材料碳纳米管兼具轻质、可控、高导电、形貌可调和优异机械性能的碳纳米管成为红外隐身复合材料的中流砥柱。许多文献表明,碳纳米管的强度是钢的100倍,密度是钢的六分之一。此外,碳纳米管具有约6 000 W/mK的高导热率,且导电率远高于铜。这些优势将成为多壁和单壁碳纳米管在红外隐身领域应用的关键。低红外发射率材料能以涂层和复合材料的形式制备。2016年,CHU团队成功开发了银颗粒改性碳纳米管纸(SMCNP),并制备了一种具有超低红外发射率的SMCNP/玻璃纤维增强聚合物(GFRP)复合材料用于红外隐身,以解决飞行器中金属添加剂和纤维增强聚合物(FRP)复合材料难以形成整体的问题。此外,静电纺丝是生产薄膜的独特方法。静电纺丝可以生产2纳米到几微米的纤维。2018年,FNAG等人通过静电纺丝制备聚偏二氟乙烯(PVDF)纤维膜和单壁碳纳米管(SWNT)改性PVDF(命名为SWNT/PVDF)(图6)。壳聚糖处理后,将金纳米粒子浸入金溶胶中并搅拌以修饰薄膜。在静电力的作用下,Au纳米粒子牢固且非常均匀地固定在两种纤维的表面。研究发现,PVDF和Au-PVDF纤维膜的红外发射率值分别为0.82和0.76,而SWNT/PVDF和Au-SWNT/PVDF薄膜的值分别低至0.77和0.68,说明单壁碳纳米管与金颗粒结合后性能更好。二维材料石墨烯石墨烯具有独特的二维蜂窝状晶格结构,从而赋予其相互连通的多孔结构、高表面积、良好的导热性和优异的导电性等性能,被广泛应用于催化、电池、生物医药等领域。然而,石墨烯在传统红外隐身领域,如降低涂层发射率、隔热、吸收热辐射等,既没有表现出突出的性能,也不具备足够的潜力与其强大的性能相匹配,这是因为蜂窝结构对波的散射有强烈的影响。此外,基于热辐射产生原理,由于石墨烯的能隙为零,所以石墨烯本身不发射热辐射。因此,石墨烯很难以传统的方式直接制造具有极低发射率的材料。但石墨烯可以通过石墨烯层中的离子液体嵌入和外部电压调制,将红外发射率控制在0.3~0.7的范围内。2021年,SHI的团队通过组合石墨烯纳米片和Fe₃O₄纳米粒子,显着增强微波吸收且提供轻巧而坚固的支撑。该团队将其进一步集成到具有隔热性能的PI气凝胶中,并使用聚乙二醇(PEG)作为相变材料,获得了一种新型的兼容电磁和红外的双隐形薄膜。PI/石墨烯/Fe₃O₄杂化气凝胶薄膜具有多孔结构,导热系数低,可以抑制红外热辐射,使其具有红外隐身性。为防止温度随外界不断发生变化,上部采用PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG薄膜,既能提供低温显热吸收,又能提供高温潜热吸收,最终实现双重热缓冲,从而更好地协调热力学与红外隐身的关系。图8 (a) (S1) PI/石墨烯/Fe₃O₄混合气凝胶薄膜、(S2) PI气凝胶/PEG复合薄膜和(S3) PI/石墨烯/Fe₃O₄气凝胶/PEG复合薄膜在加热和冷却过程中记录的红外热成像图像。根据红外热像分析格式确定的(b)加热和(c)冷却过程中温度随时间变化的图像光子晶体光子晶体是一种新型结构材料,由于其光子带隙和光子局域化两个特性使得控制物体的自发辐射成为可能。通过调节光子晶体的结构,可以使光子带隙处于特定红外电磁波段,最终在红外波段具备高反射率与低发射特性。利用光子晶体禁带的高反射、低辐射等特点,可以改变目标的红外辐射特性,以干扰探测器的捕获光谱,使其无法被红外线侦察装置侦测到,从而实现红外隐身。目前,光子晶体在红外隐身材料的研究主要集中在一维光子晶体材料和三维光子晶体材料,这两种材料由不同折射率的介电层堆叠而成。由于一维光子晶体易于设计和制造,近年来许多研究人员对其进行了深入研究。例如DONG Qi等人开发了基于ZnS/Ge的一维光子晶体(1DPCs),在波长3~5 μm处测量反射光谱,得到了95.1%的平均反射率;使用ET-10红外发射仪测得平均发射率低至0.054,完全满足红外隐身需求。三维光子晶体的制造方法有微机械加工法、半导体工艺法、激光全息干涉法等。由于三维光子晶体在不同方向上存在很好的对称性,因此利用上述制造方式能够成功得到具有禁带的光子晶体结构,例如层叠的硅棒排列制备三维光子晶体可以有效减少红外波段带隙内目标的红外辐射,并增强带隙外的红外辐射。此外,以钨为代表的三维金属叠层结构具有更宽的禁带,可以选择性地控制辐射。这两种光子晶体红外隐身材料结构复杂,价格昂贵,不利于大规模应用。而胶体基元自组装法因方法简便、容易操作、成本低廉、重复性好等优势,成为一种相对普遍的实验室制备光子晶体方法。LI团队使用机械强度高、化学稳定性强和高温稳定性好的聚苯乙烯胶体微球采用逐层法制备了红外吸收波长为3.30 μm和3.42 μm的三维光子晶体材料,并通过气液界面自组装制备单层聚苯乙烯光子晶体膜。该材料实现了3~5 μm可探测波段红外辐射特性的调制,满足红外隐身要求。总结与展望在过去的几十年里,研究人员对红外隐身材料性能的研究主要集中在调整发射率和温度控制进行热管理这两个方面,而对其机理研究不够深入。随着电子技术和先进探测器的不断发展,单波段隐身材料已难以适应现代军事环境。因此,隐身材料的研究需要向多波段兼容隐身方向发展。其中,突破的关键是弄清楚各个电磁频段之间的内在联系。例如对于红外-可见隐身,光谱和背景光谱特性应尽可能一致(0.38 ~ 0.76 μm),需要一个合适的ε来减小目标与背景之间的红外辐射差异(8 ~ 14 μm、3 ~ 5 μm和1 ~ 2.5 μm)。而对于雷达红外兼容隐身,雷达吸波材料需要高吸收率和低反射率,而红外隐身材料需要高反射率和低ε,这就要求综合考虑隐身机理、制备工艺、材料稳定性和兼容性等问题。目前,实验室制备的样品量很少。如何让合成和设计的材料可以大规模生产,并具有其他优良特性,以确保它们可以在实际环境中使用,仍然是一个很大的挑战。其中,可调整、简便的合成路线备受关注。如何设计具有综合特性的产品也是未来发展的方向之一。例如,耐高温是一个重要因素,因为受保护设备(如飞机)的外表面热平衡温度,飞行时高度很高,普通涂层无法提供隐身性。此外,飞机、舰船等军事装备通常在浓烟、潮湿、气候恶劣的环境下工作,容易产生腐蚀缺陷。因此,耐蚀性对于提高军事装备的质量和可靠性具有重要意义。为适应环境变化,开发智能隐身材料势在必行。传统的伪装防护技术是静态的,缺乏环境适应性。智能隐身材料具有感知、信息处理、自主指挥和对环境信号作出最佳反应的功能。因此,如何设计能够主动适应环境的智能隐身材料是伪装隐身技术进一步提高军事目标在复杂战场环境中的生存和突防能力的重要发展趋势。
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    随着原子荧光技术的发展,原子荧光光谱仪的应用范围已经从地质行业逐步扩展到我们吃穿住行的各个方面不同样品中砷、汞等重金属的检测中。例如最近一条新闻说一个小孩子穿上新鞋后常出现夜啼不止并且身子红肿疼痛。经检测发现元凶是孩子新鞋的橡胶中重金属汞超标。而检测橡胶中汞的含量是原子荧光光谱仪的主要用途之一。金索坤作为原子荧光行业领跑者,在检测橡胶及其制品中汞含量积累丰富的经验,今天小编和您分享应用原子光谱仪检测橡胶中的重金属。首先,原子荧光光谱仪可以用来检测天然胶、乳生胶、混炼胶及硫化橡胶及其制品中汞的含量。然后就是怎么检。应用原子荧光光谱仪检测橡胶及其制品中的汞可以参照标准《SN/T 3520-2013橡胶及其制品中汞含量的测定 原子荧光光谱法》来执行。其过程可以简述为:将粉碎的样品至于微波消解罐内,加入硝酸和过氧化氢溶液,设定参数进行程序消解,待消解罐冷却至室温后打开,将消解后的溶液移入容量瓶,并用硝酸洗涤,加水定容。需要注意的是如果溶液有沉淀需要过滤。按照所使用的原子荧光光谱仪的推荐测试条件输入相关参数。预热,待原子荧光光谱仪稳定后,先测定标准系列溶液,后测定样品。这就是应用原子荧光法测定橡胶及其制品中汞含量的方法。最后,因为汞的吸附性强,所以在使用原子荧光光谱仪检测样品中的汞含量需要注意它的记忆效应问题,例如所有使用到的玻璃器皿都需要用硝酸浸泡、洗净、烘干后使用。金索坤从事原子荧光光谱仪的研发以及生产二十余载,推出SK-乐析 测汞型原子荧光光谱仪等新一代原子荧光产品,金索坤还会不断地推陈出新,用更加优质的原子荧光服务广大客户。 金索坤SK-2003A 便捷型原子荧光光谱仪/光度计
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    8月17日上午,副市长徐锋一行检查了国家橡胶及橡胶制品质量监督检验中心建设情况,要求在保证质量和安全的前提下,加快建设进度。业主单位和承建单位表示,一定按照市委、市政府的要求,加快建设进度,力争10月份建成投入使用。   国家橡胶及橡胶制品质量监督检验中心是国家质检总局批准筹建的项目。桂林市政府从政策、资金、人才等方面给予倾斜和支持,在高新区铁山园工业区无偿划拨了27.5亩土地作为建设用地,由市财政安排专项资金500万元支持中心建设。据了解,目前中心大楼已经封顶,进入装修阶段。   徐锋一行进入现场检查项目的施工情况,并听取了业主单位和承建方的情况汇报。   质检中心建成后,将结合桂林地区橡胶及橡胶制品产业发展迅速的地域经济特点,对国内、国际行业动态、标准和技术信息进行跟踪、收集、汇总、分析和处理,向有关政府部门、企业、质检机构等相关部门传递信息,并辐射到桂林周边地区乃至全国,进一步树立桂林在全国橡胶及其相关产品质量检测领域的领先地位。
  • 赛百味面包被曝含橡胶鞋底成分 或致呼吸性疾病(转自网络)
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    近日,国家质检总局下发批文,同意山东东营市筹建国家橡胶轮胎及制品质量监督检验中心广饶橡胶轮胎分中心。根据批文要求,该中心将在18个月内完成全部筹建工作,通过实验室资质认定和认可评审后,由国家质检总局和国家认监委批准成立。该中心的前身是山东省橡胶轮胎及原材料产品质检中心,该省级中心于2008年11月获批筹建,2011年4月通过山东省质量技术监督局资质认定和评估验收,正式投入使用,具有年检验各类轮胎2600批次、轮胎原材料5000批次的检验能力。
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  • 白酒塑化剂或是瓶盖橡胶垫惹的祸
    连日来,媒体报道,酒鬼酒塑化剂超标260%,可影响发育,甚至导致肝癌。对于白酒中为何含有塑化剂,国际食品包装协会常务副会长兼秘书长董金狮近日在接受记者采访时指出,白酒塑化剂有可能是瓶盖橡胶垫惹的祸。   董金狮表示:“白酒中塑化剂的来源很大可能性是来自酒瓶盖里面的橡胶垫,如果垫子是采用国家已禁用的聚氯乙烯,就会出现塑化剂溶入酒中的现象。”我国规定,塑化剂禁止添加到食品中,但可以使用在食品容器、包装材料中,以增加材料的弹性、塑性、透明度、改变其性能。但不排除企业人为因素,因为添加塑化剂可增加白酒的黏稠度,让酒显得更有质量。此外,自来水管道、瓶盖等包装也可能是白酒含塑化剂的原因。   “白酒等食品含塑化剂问题一直没有得到足够重视。”董金狮说。据了解,白酒行业塑化剂超标现象由来已久,甚至有的企业产品超标10多倍。酒业协会曾就此专门开会讨论,但因白酒行业检验的国家标准里,没有塑化剂检验这一项,所以并没有形成相关规定。董金狮建议,相关部门和企业都应该对白酒行业塑化剂问题加以重视,给消费者一个交代。质检部门应该对整个行业进行检查,如果确实是普遍现象,则应将白酒行业塑化剂检验列入国家标准并严格执法。
  • 专家约稿|硫化橡胶逆向设计中成分测试方法研究
    硫化橡胶逆向设计中成分测试方法研究苍飞飞1,2,3(1.北京橡院橡胶轮胎技术服务有限公司,北京,100143;2.北京橡胶工业研究设计院有限公司,北京,100143;国家橡胶轮胎质量检验检测中心,北京,100143)摘要:轮胎作为汽车行业重要的组成部分,一直在不断的向着新的目标迈进,轮胎胶料成分分析主要包括五个部分:高聚物定性、高聚物含量和炭黑含量、有机物定性、无机物定性定量、硫化体系的定性定量。高聚物定性可以使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的含量采用热重分析仪;有机物定性可以采用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法;无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法;硫化体系的定性、定量采用化学法。大型仪器的使用,可以测试更准确可靠的实验数据,为轮胎行业的进一步成长,提供有力的依据。关键词:轮胎、成分分析、测试轮胎作为车辆唯一与地面接触的部位,承担着承受载荷、改变方向、缓冲与减震、驱动与制动四个方面的重要作用[1]。轮胎的制备过程中配方和结构都是非常重要的因素。目前在人类社会实现“碳中和”的伟大事业中,百岁老产品与时俱进,在社会可持续性发展的征程上续写着传奇、再立新功,助力人类社会达成“双碳”目标[2]。为了达到这个目标,国产轮胎还要不断努力,缩小与一线品牌轮胎的差异,从北京橡胶工业研究设计院有限公司第一次组织行业轮胎剖析会议到现在已经有40多年的历史了,轮胎行业的配方工程师一直都没有停下脚步,追寻着寻找合理的配方组成,因此开展轮胎成分测试工作是一项非常有意义的工作。在新时代、新环境下,轮胎肩负的责任发生了变化,目前气候变化已经成为世界各国政府关注的焦点,尤其近10年来各种自然灾害给人民生活贺财产造成了巨大损失[3]。为此,巴黎协定以后,各国政府在节能环保方面相继制定了严格的法律,并出台了相关措施,尽量减少碳排放。各个行业纷纷开展相应的政策,并且纷纷表示将于2040年实现“零”排放。因此轮胎的配方研制非常重要。目前欧盟REACH法规、轮胎标签法及美国的SMARTWAY等,轮胎企业针对目前的状况投入大量的人力、物力,开发设计新产品,尤其是新能源汽车轮胎,利用新技术、新材料和新工艺生产制造出高性能的子午线轮胎,进一步提高了汽车的环保、节能和安全性能。 轮胎是一个比较复杂的复合体,它大约有十几个部位组成,如:胎面胶、胎侧胶、基部胶、带束层胶、胎肩垫胶、胎体胶、胎圈胶、子口护胶、三角胶、内衬层胶等。目前针对整条轮胎成分检测有两个权威的检测机构,一个是美国的斯密斯公司,另一个是国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心。两者在成分分析检测方面有一些差异,国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心检测项目更完整、更全面,从胶型、胶比、橡胶含量、炭黑含量到有机填料、无机填料的定性定量检测;斯密斯公司擅长选择相同规格不同厂商的产品,分别测试,然后对比分析,并且在物理性能方面测试的项目比较完整,两者各有优缺点,剖析配方所呈现出来的结果要通过配方工程师的研究、调整、完善,才能转化为剖析配方。因此剖析配方是基础,是新配方研究得核心和关键。目前轮胎胶料成分分析方法的研究正在逐步的成熟,大量关于轮胎胶料配方组分研究的国家标准[4]-[10]已经发布或正在制定或修订过程中,方法标准的统一,让测试结果更加可靠,为配方的研究提供可靠、准确的实验数据。但方法和方法之间以及标准的应用方面还有一些问题,本研究就是基于相同试验项目采用不同的仪器设备所存在的问题的讨论与研究工作,希望大家能够理解测试工程师的工作,如果人员和设备不存在问题,得出的结果您有异议,可能是方法问题导致的结果,希望大家能够理解,能够正确的分析测试数据,解析出合理的结果,为新配方的研发提供有力的支持。胶料成分分析的方案胶料成分分析方案是根据样品配方设计的特点来确定的,不同的部位由于作用不一样,承受的条件也有差异,因此配方设计过程中是要对每个部位的特点来设计配方,例如[11]胎面胶是轮胎与地面接触的部分,那就需要提高轮胎胎面的胶料的拉伸性能和耐撕裂性能,使用特殊炭黑可以增加轮胎的耐磨性和导电性,并且要注意轮胎的生热,增强轮胎的寿命。轮胎作为橡胶工业的主导产品,其设计及生产制造过程的经济性直接影响企业的内生动力即盈利能力[12],因此在配方设计的过程中,也要考虑成本的计算,其中的配方成本是其中非常重要的一项考虑因素。如果可以实现通过材料替代以节约成本和提高硫化效率的操作实例,其直接影响企业产品效益的最大化[13]。1.高聚物定性高聚物的定性轮胎成分分析非常重要的一个测试环节,胎面胶选择合适的橡胶品种可以改善胎面胶的耐磨性能和降低滚动阻力[14]。高聚物的鉴定目前常采用的方法有:裂解气相色谱法[4]~[5]、裂解气相色谱质谱法[10]、红外光谱法[15]、核磁共振波谱仪。裂解气相色谱法和裂解气相色谱质谱法都是基于裂解器的前处理装置,后面的气相为分离装置,用火焰离子检测器(FID)和质谱检测器(MS)测试高聚物样品的一种方式。裂解器在惰性气体中被快速热解而生成具有高聚物表征的裂解产物(小分子碎片混合物),并随着载气导入分离装置(气相色谱)中的一种前处理方式。此方法的特点是仪器灵敏度高,样品用量少,不受填料的干扰等优点,其缺点是需要建立实验室内部的谱库、本方法属于相对方法[16]。红外光谱法是经典的物质化学结构分析与鉴定方法之一[17],广泛应用于科研领域。红外光谱可以给出物质所包含的官能团、结晶态等化学结构信息;而且,化学结构不同的物质、对应的红外光谱谱图具有指纹特征性[18],在标准中明确说明针对生胶、硫化胶、未硫化胶以及热塑性弹性体进行鉴定的方法,一共有两种分析方法,透射分析法和反射分析法。在轮胎胶料成分分析过程中有两点需要注意,其一是钢丝圈夹胶由于硫黄含量过高,影响特征谱图,对结果的分析有影响;其二顺丁胶和丁苯橡胶混合时,区分有一定的困难。傅里叶变换红外光谱法在高分子鉴定过程中需要注意以上问题,避免存疑数据的存在。核磁共振波谱仪可以有效的表征高聚物的支化度,核磁共振波谱仪目前主要是H谱和C谱两类原子核谱图,H-NMR简便快捷能够通过不同级数C原子上H的积分面积,定量表征高聚物的短链支化度;而对于长链支化,需要利用C-NMR检测支化度C原子、支化点附件C原子的峰来确定支链类型和支化度[19]。2.高聚物及炭黑含量热重分析技术(thermogravimetry,TG)是指 在程序控制温度和一定气氛下连续测量待测样品的质量与温度或时间变化关系的一种热分析技术,主要用于研究物质的分解、化合、脱水、吸附、脱附、升华、蒸发等伴有质量增减的热变化过程。 基于 TG 法,可对物质进行定性分析、 组分分析、热参数测定和动力学参数测定等,常用于新材料研发和质量控制领域[20]-[21]。目前用的最多的方法有三个,其中轮胎常用的方法是,GB/T 14837.1-2014《橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶》,这个标准涵盖了轮胎常用的高聚物:天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。热重分析仪可以准确的表征胶料配方中高聚物的含量、炭黑含量。在二十世纪初期,热重分析仪主要来自于美国、欧洲以及日本厂商,国内的仪器产品稳定性差,但在最近几年,在国家对自主优质测试分析仪的大力资助下,具有自主知识产权的国产热重分析仪的研制呈现一些可喜的进展.。未来,随着我国科研水平的不断提高,相信在热重分析仪研发方面也能取得更大突破,同时,我国相关仪器 厂商也应一步一个脚印、不断提升自主创新能力,才能在日益激烈的热分析市场竞争中处于不败之地[20]。3.有机物定性、定量轮胎配方中需要加入有机配合剂,在配方的调整过程中,才能呈现出优异的性能,常加入的有机配合剂有:防老剂、防焦剂、促进剂、增粘剂、增塑剂、粘合剂、加工助剂等等,并且在硫化过程中,这些有机配合剂有的会发生化学反应,给配合剂的定性工作带来一定的难度。轮胎配方定性、定量常用的仪器设备是气相色谱质谱仪、裂解-气相色谱质谱仪、红外光谱仪、液相色谱仪、液相色谱质谱联用仪等。在长期的使用过程中,发现色谱方式由于色谱柱的分离作用,可以将混合物进行分离,可以提升检测的效率和检定结果的准确性。4.无机物定性、定量轮胎是一种常见的高分子复合材料,发展高耐磨、高抗湿滑、低滚阻的新一代轮胎是目前轮胎行业的重要挑战,在轮胎的制备过程中,填料的用量仅次于聚合物。填料的加入能提高聚合物复合材料的性能,改善轮胎的抗湿滑性、耐疲劳性以及耐低温耐高温能力等[22]。二氧化硅是轮胎中常用的填料,由于二氧化硅自身的特点,强吸附性、大比表面积,可以实现对有机分子的多层吸附,提高轮胎的抗撕裂性能[23]。二氧化硅的检测目前采用的化学法,将样品灼烧后,加入氢氟酸,剩余的二氧化硅与氢氟酸反应,生成四氟化硅,以气体的形式挥发掉,通过质量的变化来确定样品中加入的二氧化硅的含量。轮胎胶料中还有一些金属氧化物,如:氧化锌等,可以通过原子吸收光谱法和等离子发射光谱法进行测试。原子吸收光谱仪原理为处理后的液体样品吸入火焰中,火焰中形成的原子蒸汽对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。将测定的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较,确定样品中被测元素的含量[24]。电感耦合等离子体发射光谱仪原理为过滤或消解处理过的样品在等离子体火炬的高温下被原子化、电离、激发[25]。不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱,特征光谱的强弱与样品中原子浓度有关,即可测定样品中各元素的含量[26]。电感耦合等离子体发射光谱仪具有检出限低,准确度高、精密度高的优点, 并且可同时测定多种元素,时效快。但是在测定组分复杂的样品时,容易产生基体效应,从而影响检测结果的准确性。而火焰原子吸收光谱仪检出限较高,准确度、精密度相对较低,但在抗基体干扰能力方面的优势大于电感耦合等离子体发射光谱仪[27]。因此,在测试轮胎胶料样品时,要根据情况选择合适的仪器设备。5.硫化体系的定性、定量轮胎胶料的硫化体系主要是指加入的硫磺、促进剂、以及活化剂,其中硫磺含量的检测是依据国家标准GB/T 4497.1-2010《橡胶 全硫含量的测定 第1部分:氧瓶燃烧法》,将橡胶样品在通氧气条件下,燃烧,用双氧水吸收燃烧后气体,然后滴定生成的硫酸根,反推出胶料中硫含量。本方法测试的是胶料中所有的硫,包括促进剂中的硫、炭黑中的硫。因此对数据的解读需要进行修正。小结本文对轮胎胶料的成分分析进行了全面的介绍,高聚物定性可以使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的定量采用热重分析仪;有机物定性可以采用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法、无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法、硫化体系的定性、定量采用化学法。合理的使用方法,可以为进一步解析数据提供有力的支持,为轮胎配方胶料的研制提供有力的数据支持。作者简介苍飞飞, 北京橡院橡胶轮胎检测技术服务有限公司(国家轮胎质量检验检测中心)/北京橡胶工业研究设计院有限公司副总工程师、技术负责人、高级工程师,从事橡胶检测工作22年,主要工作之一为开展轮胎橡胶制品类产品得剖析检测工作,使进口产品国产化提供有力的数据。社会兼职:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会合成橡胶分技术委员会专家委员;全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分会专家委员;北京市热分析学会委员;公安部检测中心专家库成员;教育装备协会理事会理事等。主持或参加纵向及横向项目30余项;完成学术论文30余篇;参加国家标准制修订工作11项,其中“橡胶制品化学分析方法研究与制定”作为主要起草人获得中国石油和化学工业联合会科学进步二等奖;参加国际标准修订比对工作3项;发明专利13项;实用新型专利3项。参考文献:[1]朱华健,牛金坡,李凡珠,何红,王润国,卢咏来,张立群.新型轮胎结构的现状与发展[J].高分子通报,2019(11):1-14.DOI:10.14028/j.cnki.1003-3726.2019.11.001.[2]许叔亮.百年轮胎续写传奇:轮胎的性能设计与社会可持续性发展(上)[J].中国橡胶,2022,38(01):16-19.[3]吴桂忠.高性能子午线轮胎研发、生产和试验研究概况及发展趋势[J].中国橡胶,2022,38(02):17-26.[4] GB/T 29613.1-2013.橡胶裂解气相色谱分析法 第1部分:聚合物(单一及并用)的鉴定[S].北京:中国标准出版社,2013.[5] GB/T 29613.2-2014.橡胶裂解气相色谱分析法 第2部分:苯乙烯/丁二烯/异戊二烯比率的测定[S].北京:中国标准出版社,2014.[6] GB/T 14837.1-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[7] GB/T 14837.2-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第2部分:丙烯腈-丁二烯橡胶和卤化丁基橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[8] GB/T 33078-2016. 橡胶 防老剂的测定 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    橡胶属于高分子材料,未经硫化的橡胶呈线性结构,其抗拉性能较差。为提高其材料性能,通常情况下将原料在加热条件下与硫化剂硫磺发生反应,交联成立体网状结构,然后得到定型的具有实用价值的橡胶制品。总硫含量是橡胶检测的关键指标之一,橡胶的硫化工艺决定了橡胶最终产品的物理性能、力学性能,如强度、弹性、塑性、拉伸模量等。因此,测定生胶或硫化橡胶中总硫的含量对橡胶品质,指导生产控制工艺、评价橡胶性能具有十分重要的意义。本标准描述了通过离子色谱测定生胶和硫化胶或混炼胶中全硫含量的方法。岛津参与本标准的建标、验证工作,并作为验标单位收录于该标准的正文中。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 部分受访者称对麦乐鸡添加橡胶成分不在意
    近日有消息称,美国麦当劳的麦乐鸡竟然含有橡胶化学成分“聚二甲基硅氧烷”和从石油中提炼的tBHQ(特丁基对苯二酚),对此,麦当劳中国公司昨天给记者发来声明称,中国的麦乐鸡产品也含有上述添加剂,但该物质对健康无害。   美国曝光   麦乐鸡含橡胶化学成分   消息称,调查发现,美国的麦乐鸡含有“聚二甲基硅氧烷”,该物质是一种用作消泡、脱模剂、油漆及日化品添加剂的化学物质。不过麦当劳表示聚二甲基硅氧烷不会危害人体健康。   美国有线新闻网络的化验还显示,美国的麦乐鸡还含有化学成分tBHQ,每件鸡块的tBHQ含量为0.02%。tBHQ从石油提炼,用于植物油与动物脂肪的防腐剂。据悉,人体摄取1克会出现反胃、耳鸣、作呕等副作用。   公司回应   中国产品含有但无害   麦当劳中国公司昨天给记者发来声明表示,在中国,麦当劳售卖的麦乐鸡中聚二甲基硅氧烷、特丁基对苯二酚两种物质的含量完全符合现行国家食品添加剂使用卫生标准,对消费者的健康无害。   声明还表示,麦当劳一直以来都本着对消费者严格负责的态度,对所提供的食物都有严格的品质监控程序,完全符合各国相关的食品卫生安全标准。   现场探访   消费者无明显抵触情绪   昨天记者到东直门麦当劳餐厅进行了探访。有位购买了麦乐鸡的顾客称,并不知道这个消息:“即便知道了,也还是会买啊。”记者随机询问了几位顾客,他们或不太了解,或表示不会在意。   该店经理表示,无法统计出此事对麦乐鸡销售是否有影响,“因为是来多少顾客就做多少份。”而且他们已接到上面的通知,能信心十足地告诉消费者“麦乐鸡没有问题”。   专家表态   允许使用但需限量添加   国际食品包装协会秘书长董金狮接受记者采访时表示,聚二甲基硅氧烷与特丁基对苯二酚都是国家允许使用的食品添加剂。前者的作用是防止油炸过程中过度起泡,目前国际上认为这种物质是无毒较为安全的,每公斤的用量限制在0.1克以下,使用温度应该限制在-50度到200度之间。而特丁基对苯二酚是很好的食品抗氧化剂,比较广泛应用于方便面、饼干、油炸食品等食物中,在230度以下使用是安全的,最高使用量每公斤不得超过0.2克。   董金狮表示,消费者不必谈食品添加剂就色变,因为现代工业食品的风味、色泽、保质期等,都离不开添加剂,但要注意食品选择的多样性。
  • 热分析技术在橡胶行业的应用
    热分析技术是表征材料的性质与温度关系的一组技术,它在定性、定量表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛地应用,对于材料的研究开发和生产中的质量控制都具有很重要的实际意义。目前热分析技术在橡胶材料的研究开发和质量控制中愈来愈成为不可或缺的重要手段之一。一、常见的热分析方法包括以下几项:  1、DSC是在程序控制温度下,测量样品的热流随温度或时间变化而变化的技术。因此,利用此技术,可以对样品的热效应,如熔融、固-固转变、化学反应等,进行研究。  2、TGA是在一定的气氛中,测量样品的质量随温度或时间变化而变化的技术,利用此技术可以研究诸如挥发或降解等伴随有质量变化的过程。如果采用TGA-MS或TGA-FTIR的联用技术,还可以对挥发出的气体进行分析,从而得到更加全面和准确的信息。  3、TMA可以测量样品在一定应力下的位移变化。利用DMA,则可以在很宽的频率范围内,对材料的粘弹性进行研究,从而得到材料的机械模量和阻尼行为。  目前热分析技术在橡胶材料的研究开发和质量控制中愈来愈成为不可或缺的重要手段之一。二、热分析技术对于橡胶材料可提供如下性能指标的测试:DSCTGATMADMA玻璃化转变组成分析热稳定性,氧化稳定性,降解粘弹性能,弹性模量阻尼行为填充剂含量,炭黑含量蒸发,汽化,吸附,解吸软化温度膨胀,收缩,溶剂中的溶化硫化熔融,结晶反应焓添加剂的表征三、应用介绍:1、利用TGA进行组成分析  TGA经常用来进行组成分析,利用它,可以观察样品由于蒸发、高温分解、燃烧等引起的重量变化。失重台阶的大小与挥发组分(如增塑剂、溶剂等)和分解产物的含量直接相关。在对橡胶进行分析时,当聚合物高温分解后,把气氛从惰性气氛变化为氧化气氛,炭黑就会燃烧,在残渣中就剩余了无机物和灰烬。对于高聚物的混合物,如果各组分的分解温度范围不同的话,则可以利用TGA来确定各个组分的含量。下图所示为几种的包含有天然橡胶的弹性体,第二聚合物组分分别为EPDM(A),BR(B)或SBR(C)。从TGA曲线的失重台阶上,可以清楚的看到各组分的含量,其中(1)为挥发性组分,(2)为天然橡胶(NR),(3)为相应的第二聚合物组分,(4)为炭黑。残渣中为无机化合物。由此曲线分析得到的结果与理论值非常吻合。2、利用DSC进行聚合物的鉴别  如果在高聚物的混合物中,各个组分的高温分解温度相近,那么用TGA进行分析时,就只能得到总的聚合物的含量而不能将各个组分区分开了。但是,借助DSC,就可以根据它们玻璃化转变的不同而对各组分加以区分。玻璃化转变温度Tg表征了聚合物的类型,而玻璃化转变台阶的高度△Cp则反映了聚合物的含量。例如,对于NBR/CR混合物,CR和NBR的玻璃化转变可以清楚的分离开来。台阶高度的比例约为1:1,这与方程式中24.4%含量的NBR和24.4%含量的CR的理论结果相当一致。从结果分析中可以看出,对于其他弹性体的结果分析不是很,这是因为第二个玻璃化转变峰与焓松弛峰或熔融峰重叠的缘故。3、利用DMA进行机械性能分析  DMA可以为我们提供材料的宏观粘弹行为和微观性能。这可以用下面的不同硫化度的SBR来进行说明。在玻璃化转变过程中,贮存模量G’下降约3个数量级,而损耗模量G’’则呈现出一个峰。随着硫化度的增加,玻璃化转变移向较高的温度。在材料处于橡胶态时,G’依赖于硫化度的大小。由于粘性流动,随着温度的升高,硫化度比较小的SBR1的贮存模量G’减小。在交联密度比较高时,G’随着温度线性增大。由此,我们就可以根据材料在橡胶态时的模量来确定它的交联密度,其交联密度k可以根据等式k=G/(2RTρ)进行估算。经计算得到,SBR3的交联密度为1.07×10-4mol/g,SBR4的交联密度为2.03×10-4mol/g。这两个数值的比值与二种材料中硫含量的比值一致。4、利用真空条件下的TGA测试来进行峰的分离  有时候,增塑剂的蒸发与聚合物的分解会彼此重叠。在这种情况下,在较低的压力(真空)下进行TGA测试,往往可以使两个过程得到较好的分离,这当然就相应的增加了结果分析的准确性。5、利用TMDSC增加测试准确度  利用温度调制DSC(TMDSC)技术可以得到更加准确的结果。使用此技术后,焓的松弛效应以及熔融过程对测得的热容曲线的影响明显减小。  利用TMDSC方法对NR/SBR和EPDM/SBR混合物进行了测试,通过对所得曲线的分析,可以看出△Cp的比值与组分中的实际值一致。6、利用DMA进行蠕变性能测试  利用DMA测试,可以了解聚合物与添加剂之间的相互作用,并且可以看出材料的应力与应变之间保持线性关系的范围。  我们对不同炭黑添加量的EPDM弹性体在橡胶态时的性能进行了测试。结果发现,未用炭黑填充的EPDM的贮存模量为0.5Mpa,并且这个值不随着位移振幅的变化而变化。而随着炭黑含量增大,其模量也增大。但是,对于同一炭黑含量的样品来说,当剪切位移的振幅增大时,其模量减小,因此其应力与应变曲线之间就呈现出非线性的关系,这是由于炭黑簇的可逆性破坏造成的。四、结论:  热分析技术能为表征材料的性能提供十分全面 、有用的信息:对于日常的质量控制和保证,单独的质量技术指标的控制可以选择单独的热分析技术就可以完成;而对于材料的研究开发则需要综合运用多种热分析技术,对材料的性能进行全面的研究和评估。
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