磁性丁腈橡胶的制备及性能影响规律探究

作     者：梁琳 

作者单位：青岛科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁乃秀

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：磁粉 磁性丁腈橡胶 物理机械性能 动态力学性能 磁性能 

摘      要：磁性橡胶主要由橡胶基体、磁粉及其他配合剂经加工而成,与传统烧结永磁体相比具有韧性高、易加工、磁性强等优点,应用范围十分广泛。现代工业的发展对磁性橡胶的物理机械性能、磁性能等提出了更高的要求,本文选用丁腈橡胶(NBR)、铁氧体磁粉和Nd Fe B磁粉,系统探究了各因素对磁性NBR性能的影响,以期为磁性NBR的工业化生产提供理论指导,主要包含四个方面:(1)探究制备过程对磁性NBR性能的影响,结果表明:随着磁粉用量的增加,物理机械性能下降,磁性能呈现单调增加趋势;随着硫化温度的升高,磁性能逐渐下降;高温状态下,Br、H、(BH)大幅度降低,H略有增大;磁性NBR的热失重主要分为三个阶段,各阶段失重分别为1.17%、9.63%和4.68%。(2)探究炭黑对磁性NBR性能的影响,结果表明:炭黑粒径增大,混炼胶的MH、ML、MH-ML及硫化胶的物理机械性能均呈下降趋势,Br、H、H、(BH)先升高后降低,填充N550炭黑的胶料具有最优磁性能:Br 0.220 T,H 165 k A·m,H 274 k A·m,(BH) 9.3 k J·m;炭黑用量增大,混炼胶的MH、ML、MH-ML及硫化胶的邵尔A型硬度、撕裂强度均增大,拉伸强度先增大后减小,Br、H、(BH)逐渐减小,炭黑用量为10 phr的胶料具有最优磁性能:Br 0.228 T,H 171 k A·m,H 290 k A·m,(BH) 9.9 k J·m。(3)探究偶联剂对磁性NBR性能的影响,结果表明:硅烷有助于提高物理机械性能,钛酸酯有利于提高磁性能;100℃×72 h热空气老化后,磁性NBR的硬度、拉伸强度、撕裂强度增大,拉断伸长率减小。偶联剂用量为1%时,磁粉表面附着偶联剂单分子层,胶料具有最优磁性能:Br 0.224 T,H 162 k A·m,H279 k A·m,(BH) 9.7 k J·m。(4)探究磁粉对磁性NBR性能的影响,结果表明:Nd Fe B制备磁性NBR的磁性能优于铁氧体制备的胶料,FC320与ZC-01并用后退磁曲线未出现明显拐点,并用后较单一添加铁氧体磁粉的胶料磁性能有明显提升,并用比为750/50的胶料磁性能达到最大值:Br 0.238 T,H 191 k A·m,H 289 k A·m,(BH)10 k J·m。