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氟橡胶/甲基乙烯基硅橡胶共混胶的性能

合成橡胶工业 2019年第6期42卷 440-444页

作者：汪恒夏茹陈鹏章于川钱家盛安徽大学化学化工学院合肥230601 安徽省高性能橡胶材料及制品重点实验室安徽宁国242300 绿色高分子材料安徽省重点实验室合肥230601

研究了氟橡胶(FKM)与甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)的共混比、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)硫化剂和三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)助硫化剂用量以及硫化温度对FKM/MVQ共混胶硫化性能和力学性能的影响。结果表明,当FKM/MVQ共混比为50/50、硫化... 详细信息

研究了氟橡胶(FKM)与甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)的共混比、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)硫化剂和三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)助硫化剂用量以及硫化温度对FKM/MVQ共混胶硫化性能和力学性能的影响。结果表明,当FKM/MVQ共混比为50/50、硫化剂BIBP用量为1.0份、助硫化剂TAIC用量为2.5份、硫化温度为160℃时,FKM/MVQ共混胶的硫化性能和力学性能最优,硫化时其最大转矩为19.34 dN·m,拉伸强度为5.29 MPa,扯断伸长率为230.68%。

关键词：氟橡胶甲基乙烯基硅橡胶共混共硫化硫化性能力学性能动态力学性能

NR/EPDM合金弹性体的制备及其耐热老化性能研究

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NR/EPDM合金弹性体的制备及其耐热老化性能研究

作者：钱坤安徽大学

学位级别：硕士

随着科技的进步,航空航天、汽车、化工等领域对橡胶制品的要求越来越高,单一的通用橡胶已经难以同时满足其耐高温、高性能等方面的要求。天然橡胶(NR)具有优异的回弹性、电绝缘性、耐弯曲疲劳等物理机械综合性能;三元乙丙橡胶(EPDM)具... 详细信息

随着科技的进步,航空航天、汽车、化工等领域对橡胶制品的要求越来越高,单一的通用橡胶已经难以同时满足其耐高温、高性能等方面的要求。天然橡胶(NR)具有优异的回弹性、电绝缘性、耐弯曲疲劳等物理机械综合性能;三元乙丙橡胶(EPDM)具有优异的耐热氧老化、绝缘、耐水和耐腐蚀性能,将NR与EPDM并用以期获得优异的综合性能引起了科研人员的关注。由于NR不饱和度较大,硫化速度快,而EPDM主链是完全饱和的,仅在侧链含有少量的双键,不饱和度低,硫化速度慢,实现两者的同步共硫化是NR/EPDM并用改性的难点。本文选用马来西亚的STR10CV天然橡胶和德国朗盛三种不同第三单体含量的三元乙丙橡胶进行并用。研究EPDM的第三单体降冰片烯ENB含量(4.2%、6.5%、9.0%)和不同硫化体系对NR与EPDM共硫化的影响。比较发现,ENB含量越高,硫化速率随之加快,力学性能也有一定提升。ENB含量为9.0%(EPDM 6950C)的空白配方时,其正硫化时间t为14.18 min,EPDM硫化胶的拉伸强度达到18.4 MPa。比ENB含量为4.2%(EPDM 2470S)的t缩短6.35 min,拉伸强度提高了73%。当NR采用S/CZ/TRA/MBT/ZBPD的低速硫化体系、EPDM 6950C采用S/TDEC/TRA/CZ/TMTD的高速硫化体系时,它们的正硫化时间分别为3.43 min和4.11 min,其合金弹性体的拉伸强度从9.8 MPa增加至15.8 MPa,可以实现NR与EPDM 6950C(60:40)的良好共硫化。经过100℃×72 h热氧老化后的拉伸强度保持率从57%增加至72%,断裂伸长率的保持率从44%提高到71%。研究NR/EPDM合金弹性体的并用比、混炼工艺、不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锌(ZDMA)以及防老剂对NR/EPDM合金弹性体性能的影响,并采用RPA、SEM、TEM、DMA等对其进行表征。结果表明,随着EPDM组分的增加,合金弹性体拉的伸强度和断裂伸长率呈现先减小后增加趋势,硬度呈现逐渐增大趋势。动态力学分析仪DMA和透射电镜TEM分析表明,NR/EPDM并用比为60/40时相容性较好。使用四种不同分步混炼工艺研究制备NR/EPDM合金弹性体,结果显示采用先制备NR与EPDM母炼胶再混炼的工艺制备的合金弹性体综合性能优于其他制备工艺。ZDMA对NR/EPDM合金弹性体有很好的补强增韧和抗热氧老化效果。当ZDMA添加量为2份时,NR/EPDM合金弹性体拉伸强度从15.8 MPa增加至16.5 MPa;断裂伸长率从285%升至315%。100℃×72 h的热氧老化实验的拉伸强度保持率由空白样的71%提升至76%。热氧老化实验结果显示,较高喹啉聚合物含量的防老剂STMQ(有效成分二、三、四聚体含量高的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物)和胺类复配防老体系(防老剂A/B/C)可以使NR/EPDM合金弹性体获得良好的耐热老化性能。采用防老剂STMQ替代防老剂RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉各种多聚体的混合物),经过100℃、72 h耐热氧老化实验NR/EPDM(60/40)合金弹性体的拉伸强度保持率由76%提高到80%,断裂伸长率保持率由74%提高到81%;使用胺类复配防老剂替代防老剂4010NA,100℃、72 h耐热氧老化实验的拉伸强度保持率由76%提高到84%,断裂伸长率保持率由74%提高到80%。TG结果分析表明,采用STMQ/4010NA防老体系和胺类复配防老体系/4010NA防老体系的NR/EPDM合金弹性体的热稳定性均有所提升。

关键词：天然橡胶三元乙丙橡胶合金弹性体共硫化耐热氧老化性能

负载型促进剂对橡胶共混物交联动力学及性能的研究

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负载型促进剂对橡胶共混物交联动力学及性能的研究

作者：白洁华南理工大学

学位级别：硕士

制备环保、安全、耐用的高性能轮胎是现代轮胎发展的重要方向。为了制备高性能轮胎,常将不同的橡胶并用以达到取长补短、赋予橡胶更加优异的性能的目的。由于并用橡胶各组分的化学组成和结构存在差异,各胶相在硫化时出现的交联反应特征... 详细信息

制备环保、安全、耐用的高性能轮胎是现代轮胎发展的重要方向。为了制备高性能轮胎,常将不同的橡胶并用以达到取长补短、赋予橡胶更加优异的性能的目的。由于并用橡胶各组分的化学组成和结构存在差异,各胶相在硫化时出现的交联反应特征有所差异,所以并用橡胶的共硫化是制备高性能轮胎的重要研究内容。同时,填料在橡胶基体中的分散状态、填料与橡胶的界面结合作用对于获得高性能的橡胶复合材料至关重要。白炭黑负载型橡胶助剂不仅能促进填料本身在橡胶中的分散,而且能够改善小分子助剂在两胶相中的分配比例和分散状态。因此使用环保、高效、多功能的负载型促进剂制备出高性能的并用橡胶复合材料是十分必要的。本论文创新性地选用不易污染、化学性能稳定的2-硫醇基咪唑啉(ETU)作为橡胶副促进剂,使用白炭黑负载型促进剂(Si O-s-ETU)与促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)并用,制备了天然橡胶/丁苯橡胶(NR/SBR)复合材料。通过研究CZ/Si O-s-ETU对NR/SBR并用橡胶的交联动力学的影响发现,Si O-s-ETU能够有效促进并用橡胶的共硫化。此外,又选用具有环保、后效好和不会产生致癌物的促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)制备白炭黑负载促进剂(Si O-s-NS),并将其分别应用到SBR单胶与NR/SBR并用橡胶体系中,研究了Si O-s-NS对SBR单胶及NR/SBR并用橡胶硫化性能和力学性能等方面的影响。选用高分辨裂解气相色谱-质谱联用(HR Py GC-MS)并结合多种表征手段,系统研究了以白炭黑为载体的Si O-s-ETU和Si O-s-NS两种负载型促进剂分别对NR/SBR并用橡胶的交联动力学和性能的影响。深入探讨了不同改性方法对橡胶的硫化速率、相对凝胶率、物理机械等方面的影响。主要内容如下:(1)将制备的Si O-s-ETU与促进剂CZ(未负载)并用,加入到NR/SBR并用胶中并制备成NR/SBR/CZ/Si O-s-ETU复合材料,并与未改性及硅烷偶联剂表面改性处理的填料复合材料相对比。结果表明,经过负载后的白炭黑相比直接加入和未负载的体系具有更好的分散性能,能够明显减少填料在橡胶中的团聚。并且经过HR Py GC-MS研究发现,CZ/Si O-s-ETU能够有效促进并用橡胶的共硫化,使NR/SBR在硫化结束时基本能够同时完成硫化,能更好地促进NR/SBR共硫化,有效提高并用胶体系的物理机械性能。(2)在白炭黑表面负载环保型的促进剂NS(Si O-s-NS),使用红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、以及扫描电镜(SEM)等手段对其结构和形貌进行表征,结果表明促进剂NS有效地负载在白炭黑表面。将不同的改性白炭黑加入SBR中制备了橡胶复合材料。通过硫化测试发现,SBR中分别加入Si O-s-NS与未改性及硅烷偶联剂改性填料的橡胶复合材料对比,发现经过负载后的白炭黑具有更好的促进硫化的效果,不仅能够显著减少硫化时间,而且可以延长焦烧时间,提高SBR的加工安全性。经过负载后的白炭黑在橡胶基体中的分散明显改善,有效的减少了填料的团聚,使SBR复合材料具有更好的加工性能和力学性能。(3)将Si O-s-NS加入到NR/SBR并用橡胶中,制备出NR/SBR/Si O-s-NS复合材料,通过与用其他改性手段得到的NR/SBR复合材料对比,经过负载后的促进剂Si O-s-NS能够明显减少NR/SBR并用橡胶硫化的活化能,加快其硫化速度。使用HR Py GC-MS方法研究NR/SBR/Si O-s-NS复合材料的交联动力学,发现负载后的填料和助剂能够在两胶相中有更好的分散,从而使并用橡胶两胶相都有更快和更接近的硫化速率,表明并用橡胶各胶相共硫化的效果更好。经过负载后的填料在并用橡胶中分散更加均匀,也减少了填料在橡胶基体中的团聚,使NR/SBR复合材料具有更好的加工性能、物理机械性能和更小的滚动阻力。

关键词：负载型促进剂白炭黑并用橡胶共硫化交联动力学

CM/XNBR共混物结构性能及共混工艺的研究

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CM/XNBR共混物结构性能及共混工艺的研究

作者：刘震青岛科技大学

学位级别：硕士

本文对CM/XNBR共混体系进行了一系列研究，考察了共混体系在常规条件下以及热空气老化和热油老化后的性能变化规律，为其工业化应用提供参考和借鉴。（1）研究了CM与XNBR两种橡胶的相容性。通过三维溶解度参数基团贡献法、差示扫描量... 详细信息

本文对CM/XNBR共混体系进行了一系列研究，考察了共混体系在常规条件下以及热空气老化和热油老化后的性能变化规律，为其工业化应用提供参考和借鉴。（1）研究了CM与XNBR两种橡胶的相容性。通过三维溶解度参数基团贡献法、差示扫描量热仪（DSC）以及纯胶共混后物理机械性能的分析表明:XNBR与CM具有良好的相容性;同时共混胶两相的玻璃化转变温度随两相比例的接近而有所靠近，相容性有所改善;共混温度对两相的相容性产生一定影响，在60℃时相容性最好;共混时间对相容性影响较小。（2）研究了CM/XNBR共混比对共混胶性能的影响。考察了在过氧化物硫化体系和各自独立的硫化体系下，共混比对共混胶老化前后的性能影响规律，发现在CM/XNBR比例为60/40时更适合进行研究。从两种体系共混胶的耐油性能比较中发现，两组橡胶应具有较好的界面强度。（3）研究了CM/XNBR配比为60/40时，不同硫化体系种类及用量对共混胶性能的影响。考察了过氧化物硫化体系中DCP、双2,5、BIPB用量对共混胶性能的影响规律，并进行了相互比较。同时采用均匀设计法研究了PT75/903体系对共混胶的影响，结果表明PT75用量为1.3份，903用量为0.7份时，体系的综合性能最好。ZnO用量对体系也有一定影响，能明显加快硫化速度，同时略微改善力学性能。（4）研究了CM/XNBR共混比为60/40时，共混工艺对共混胶性能的影响。实验发现在DCP/TAIC硫化体系下，混炼工艺对共混胶两相交联密度、硫化特性和物理机械性能均有一定影响。混炼胶停放时间在初期对硫化胶性能有较明显的影响。通过配方组分三维溶解度参数之间的比较，认为在混炼和停放过程中硫化体系均有向XNBR相迁移的趋势。在PT75/903硫化体系下，混炼工艺对硫化特性、体系模量以及物理机械性能影响较小;小形变下，XNBR胶的模量变化趋势较快，CM胶的变化趋势较慢，共混胶的变化趋势基本处于两种纯胶之间;共混胶损耗模量均先升高后略有降低，损耗因子均升高，共混后体系的损耗模量和损耗因子相比两种纯胶明显上升，并且两种橡胶的损耗模量相差较大。（5）研究了共混胶热处理对硫化胶性能的影响。考察了共混胶两相模量与交联密度及力学性能之间的关系。随共混胶中CM相热处理时间的减小和XNBR相热处理时间的增加，各组之间的硫化特性有所差异;体系中CM相的交联密度逐渐降低，XNBR相的交联密度逐渐升高，两相交联密度之差逐渐增大;同时CM相损耗模量逐渐增加，XNBR相损耗模量逐渐降低，两相损耗模量的差距也逐渐增大，CM相和XNBR相储能模量的交点也向大形变方向移动;体系的拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度呈下降趋势，100%定伸应力、硬度和永久变形基本保持不变。（6）研究了过氧化物硫化体系下共混胶的耐热空气老化和耐油性能。在DCP/TAIC硫化体系下，随热空气老化时间的增加，体系的整体交联密度和各相交联密度均有变化;热空气和热油老化后，物理机械性能变化程度较小。在双2,5/TAIC硫化体系下，随热空气老化时间的增加，体系整体交联密度先增加后下降。热空气和热油老化后，物理机械性能变化程度也较小。结果表明体系在该体系具有优良的耐热空气老化和耐油性能。（7）研究了CM/XNBR共混胶的实用配方，考察了CM三种硫化体系和CM用量对共混胶性能的影响，并与NBR进行比较，实验发现CM三种硫化体系对共混胶的影响不大，共混胶的大部分性能高于NBR纯胶或与其相当。实验还发现当CM共混量少于30份时，不仅可以控制成本，还可以略微改善部分性能，同时共混胶的性能仍能与NBR纯胶媲美，并能应用到耐油、耐磨胶管或密封制品当中。

关键词： CM XNBR 相容性共硫化共混比交联密度模量

CM/EVM共混物结构性能及共混工艺的研究

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CM/EVM共混物结构性能及共混工艺的研究

作者：刘春林青岛科技大学

学位级别：硕士

本论文以橡胶共混为背景,对橡胶型氯化聚乙烯(CM135B)与乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM700)共混胶的形态结构、相容性、硫化体系、共硫化、共补强、防老体系、共混工艺进行了研究和分析。首先研究了CM和EVM橡胶在不同共混比下的共混胶的形态... 详细信息

本论文以橡胶共混为背景,对橡胶型氯化聚乙烯(CM135B)与乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM700)共混胶的形态结构、相容性、硫化体系、共硫化、共补强、防老体系、共混工艺进行了研究和分析。首先研究了CM和EVM橡胶在不同共混比下的共混胶的形态结构和微观相容性;分析了共混比为CM/EVM=70/30共混胶的各个硫化体系。然后在该共混比下,着重对共混胶的共硫化、共混工艺、共补强、防老体系做了进一步研究。现将实验结果简述如下：(1)通过对CM/EVM共混胶形态结构及相容性研究发现,CM与EVM有较好的宏观和微观相容性。(2)采用不同硫化体系硫化共混胶,发现当采用DCP/TAIC硫化体系硫化的共混胶时,共混胶有较好的综合力学性能,综合其他因素,认为DCP/TAIC硫化体系对CM/EVM共混胶较其他过氧化物硫化体系更为匹配。(3)研究了共混比为CM/EVM=70/30时,共混胶的共硫化特性及两相交联密度;不同热空气老化条件对共混胶的结构与性能的影响。结果表明：共混胶有相间交联,并且在共混胶两相交联较匹配时,共混胶的力学性能较好;不同的热空气老化条件对CM/EVM共混胶的结构与性能的影响较大。(4)研究了共混比为CM/EVM=70/30时,不同混炼工艺下共混胶的硫化特性、力学性能、两相交联密度及动态力学性能;老化后,共混胶的力学性能及两相交联密度。结果表明：混炼工艺对共混胶的性能影响较大;老化后,3#共混工艺下共混胶的性能变化程度较小;热空气老化后,6#共混工艺下共混胶的两相交联密度变化程度较小。(5)研究了N330炭黑在共混胶两相中的分布、不同混炼工艺下共混胶的力学性能、不同混炼工艺下共混胶的动态力学性能。结果表明：N330炭黑更容易进入共混胶中的EVM相;3#工艺条件下,共混胶的性能较好;N330炭黑对共混胶中的CM相和EVM相的补强有差别;随着EVM橡胶的加入,改善共混胶的加工性能;共混胶的应变扫描图中出现两次储能模量的下降。(6)研究了防老剂MB用量对共混胶的硫化特性、力学性能、两相交联密度及动态力学性能的影响。结果表明：随MB用量的增加,共混胶硫化特性的变化程度较小;MB用量为2份时,共混胶的耐热空气老化能力较优;随MB用量的增大,共混胶中CM相和EVM相的交联密度及总体交联密度的变化率降低,共混胶玻璃化温度变化程度降低。

关键词： CM/EVM共混形态结构相容性硫化体系共硫化共补强防老体系共混工艺

工程轮胎用聚氨酯胎面/橡胶胎体界面材料的研制

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工程轮胎用聚氨酯胎面/橡胶胎体界面材料的研制

作者：何钰北京化工大学

学位级别：硕士

聚氨酯弹性体具有优秀的物理机械性能及十分出色的耐磨性能,是轮胎制造工业领域内有着良好前景的新材料。目前,很多国内外的研究学者都在开发新型的绿色聚氨酯轮胎。聚氨酯/橡胶复合轮胎结合了两种材料的优点,且其对现有轮胎生产设备的... 详细信息

聚氨酯弹性体具有优秀的物理机械性能及十分出色的耐磨性能,是轮胎制造工业领域内有着良好前景的新材料。目前,很多国内外的研究学者都在开发新型的绿色聚氨酯轮胎。聚氨酯/橡胶复合轮胎结合了两种材料的优点,且其对现有轮胎生产设备的可继承性,使得其成为该领域的研究热点。但是,由于材料极性的巨大差异,聚氨酯/橡胶复合轮胎存在着材料界面粘合的技术难题,制约了该类型轮胎的应用发展。本论文以混炼型聚氨酯弹性体为切入点,对混炼型聚氨酯弹性体结构和性能之间的关系进行了研究,以及作为界面材料时与天然橡胶的粘结行为。本文主要研究内容及结果如下：1、系统研究了异氰酸酯指数(NCO/OH)、扩链剂种类、扩链剂含量对聚氨酯聚集态结构、力学性能的影响,结果发现：随着NCO指数的增大,混炼型聚氨酯中羰基(C=O)的氢键化程度先增大后减小,在NCO/OH=1时有最大值：当NCO指数大于1时,混炼型聚氨酯混炼后的拉伸强度同其氢键化一样呈现减小的趋势。扩链剂对混炼型聚氨酯的力学性能影响很大,对同种扩链剂而言,随着扩链剂质量分数的增大,混炼型聚氨酯中C=O键的氢键化程度先减小后增大,其混炼后所得硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率也呈现出同样的趋势。2、补强剂炭黑与白炭黑对混炼型聚氨酯有着不错的增强效果。随着炭黑用量或白炭黑用量的增加,混炼型聚氨酯硫化胶的力学性能增大先增大后减小。当炭黑用量为20份或白炭黑为10份时,其拉伸强度出现极值。3、随着混炼型聚氨酯弹性体里白炭黑的用量的增加,混炼型聚氨酯弹性体与天然橡胶共硫化后所得复合胶片的T型剥离强度增大,但总的来说,共硫化所得复合胶片的T型剥离强度处于较低水平,两种材料之间并没有发生明显的界面渗透及化学反应。使用热硫化胶黏剂可以改善MPU混炼胶与NR混炼胶共硫化时的界面结合。

关键词：聚氨酯轮胎混炼型聚氨酯力学性能界面材料共硫化剥离强度

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氯化丁基橡胶/顺丁橡胶的共混加工研究

氯化丁基橡胶/顺丁橡胶的共混加工研究

作者：吴新妮陕西理工学院

学位级别：硕士

氯化丁基橡胶(CIIR)是重要的合成橡胶,具有优异的气密性、耐候性,良好的减震性和耐屈挠性,但回弹性和耐磨性差,与其它橡胶的共混相容性较差。顺丁橡胶(BR)具有优异的回弹性和耐磨性能,且与其它橡胶的共混相容性好。本论文制备CIIR/BR共... 详细信息

氯化丁基橡胶(CIIR)是重要的合成橡胶,具有优异的气密性、耐候性,良好的减震性和耐屈挠性,但回弹性和耐磨性差,与其它橡胶的共混相容性较差。顺丁橡胶(BR)具有优异的回弹性和耐磨性能,且与其它橡胶的共混相容性好。本论文制备CIIR/BR共混胶并研究其性能,为提高CIIR的共混应用提供一定的理论依据。本文研究了CIIR/BR的橡胶共混比、混炼工艺条件、共硫化体系对其硫化胶力学性能、表观交联密度、热稳定性和共混相容性的影响,通过正交实验设计法分别对硫磺硫化体系、氧化锌硫化体系、硫磺-氧化锌复合硫化体系进行优化得到最优配方。研究结果表明:当CIIR/BR共混比为80/20时,所得到的硫化胶拉伸强度、定伸应力相对最大,此时硫化胶的表观交联密度也最大。在不同温度下,分别采用120#汽油和氯仿测定硫化胶的表观交联密度,发现在20°C时使用氯仿测定的表观交联密度较大。通过改变CIIR、BR和各种助剂的混炼顺序,对比研究四种不同混炼工艺对共混硫化胶力学性能的影响,表明先将CIIR、BR与其助剂混合均匀分别制得各自的母炼胶,再将它们的母炼胶按一定比例混合,所得硫化胶力学性能、热稳定性较好。采用硫磺硫化体系时,最优配方为CIIR/BR共混比80/20,硫磺2.0份,氧化锌5.0份;采用金属氧化物硫化体系时,最优配方为氧化锌3.5份,氧化镁0.175份,TMTD 2.5份,DM 1.0份;采用硫磺-金属氧化物硫化体系时,最优配方为CIIR/BR共混比80/20,氧化锌3.0份,氧化镁1.5份,硫磺0.3份,TMTD 1.4份,DM 0.8份。

关键词：氯化丁基橡胶顺丁橡胶共混共硫化

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MPU共混胶的制备及结构与性能的研究

MPU共混胶的制备及结构与性能的研究

作者：杜伟青岛科技大学

学位级别：硕士

本课题以混炼型聚氨酯橡胶（MPU）为中心,研究了橡胶共混的共硫化问题和MPU与其他橡胶共混的性能变化规律。在共硫化的研究,发现并总结了微观各相交联密度对共混胶性能的影响规律,并通过实验探索有效地解决了共混橡胶性能下降严重的问... 详细信息

本课题以混炼型聚氨酯橡胶（MPU）为中心,研究了橡胶共混的共硫化问题和MPU与其他橡胶共混的性能变化规律。在共硫化的研究,发现并总结了微观各相交联密度对共混胶性能的影响规律,并通过实验探索有效地解决了共混橡胶性能下降严重的问题。在MPU共混应用研究中,通过MPU分别与二烯烃极性橡胶、非极性橡胶、和饱和主链橡胶的共混,考察了耐磨性、耐介质性、力学强度等性能的变化规律,发现了MPU与不同橡胶共混会呈现不同的特点。（1）对MPU的硫化体系进行了探索,考察了不同硫化体系硫化胶的性能。发现不同交联键类型的交联网络对MPU的定伸应力具有一定的影响。另外,MPU在热氧老化过程中具有独特的性能变化特点。（2）研究了MPU与NR共混后性能下降严重的问题,首先通过试验验证了硫化体系偏析的存在,通过构建预交联网络等多种手段逐步改善偏析问题,提高了MPU/NR共混胶的性能。（3）研究了MPU与NBR由于硫化特性不匹配造成的共硫化不足问题,并通过热处理的手段,消耗掉NBR相的硫化诱导期,来达到两相同步硫化,进而提升MPU/NBR共混胶的性能。（4）研究了MPU与EPDM在共硫化良好的状态下,发现了共混物两相交联密度变化对其两相模量的影响规律,以及对共混胶整体定伸应力的影响规律,并总结了数学模型,该模型也可用于进行共混胶的性能预测。（5）研究了MPU与CM在复合硫化体系下,硫化体系内耗对共混胶性能的影响,采用分阶错温硫化,减轻了硫化体系的内耗问题,提高了MPU/CM共混胶的性能,且总结出了一阶硫化时长与硫化胶物理性能关系的数学模型。对降低MPU的使用成本具有重要意义。

关键词：混炼型聚氨酯橡胶共硫化橡胶共混两相交联密度硫化特性匹配预交联硫化体系偏析

三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶在输送带中的应用研究

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三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶在输送带中的应用研究

作者：汤楠北京化工大学

学位级别：硕士

建筑业、冶金业等工业快速发展需要高效运输高温物料,所以对耐高温输送带的研究就显得尤为重要。本文通过采用耐高温耐老化性能优异的甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)与市面上常用耐高温输送带覆盖胶三元乙丙橡胶(EPDM)进行共混,力求拓宽耐高温... 详细信息

建筑业、冶金业等工业快速发展需要高效运输高温物料,所以对耐高温输送带的研究就显得尤为重要。本文通过采用耐高温耐老化性能优异的甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)与市面上常用耐高温输送带覆盖胶三元乙丙橡胶(EPDM)进行共混,力求拓宽耐高温输送带覆盖胶的使用温度范围,提高耐高温输送带使用寿命。本文首先使用过氧化二异丙苯(DCP)作为主硫化剂,N,N’-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)作为助硫化剂,考察该硫化体系对纯EPDM或纯MVQ胶料的性能影响规律。研究结果表明,该硫化体系可以显著提高胶料的交联速率,降低焦烧时间,促进交联网络的形成。当DCP用量为2份,HVA-2用量为1.3份时,纯EPDM与纯MVQ胶料拥有相近的焦烧时间与相同的交联速率,即两组分并用胶在拥有相近的交联程度的情况下,各自的交联速率又相同,所以可以实现并用胶料的同步硫化。本文还尝试了在并用胶料热处理之前就加入部分硫化剂DCP(胶料配方中硫化体系总用量一致),希望在并用胶体系中引入原位改性反应,使得在热处理过程中实现两组分胶料之间更完善的交联网络结构。研究结果表明,在热处理之前加入1份的DCP,并用胶常温力学性能有所提高,拉伸强度提高了11%。在实验过程中发现,在共混体系中加入含氢硅油(PHMS)后,可以明显提高并用胶的耐老化性能,本文对PHMS增强并用胶老化性能的机理进行探究。研究发现,PHMS增强并用胶耐老化性能并不是其与橡胶基体发生了化学反应,而是由于其增塑油的物理作用,使得相同交联密度的胶料,加入PHMS后,胶料力学性能向欠硫方向发生偏移,老化过程即相当于二次硫化,从而必然会提高胶料的力学性能,常态表现为老化后性能保持率高,这就解释了 PHMS增强并用胶耐老化性能的原因。鉴于通过过氧化物DCP分解自由基与热都不能引发EPDM与PHMS的硅氢加成反应,而卡斯特催化剂存在的条件下可以引发,本文通过卡斯特催化剂催化硅氢加成反应,在EPDM上接枝PHMS,力求制备一种适用于EPDM/MVQ并用胶料体系的新型相容剂。通过红外、核磁、DSC等表征测试方法,证明PHMS成功接枝在EPDM基体上。研究结果表明,加入相容剂后的并用胶力学性能得到显著提高,拉伸强度由原来的11.8Mpa提升至16.5Mpa,提高了近40%,断裂伸长率与老化后力学性能没有太大变化。通过动态力学性能测试仪(DMA)测试并用胶的玻璃化转变温度,发现,加入5份的相容剂后,EPDM的玻璃化转变温度向着MVQ的玻璃化转变温度迁移,由原来的-34.9℃降低至-53.7℃,从而证明了两组分相容性的提升。采用本论文研究结果,进行了硅橡胶改性三元乙丙橡胶胶料的密炼机混炼放大实验,采用该并用胶料作为耐高温输送带覆盖胶,在无锡宝通科技股份有限公司合作进行了实验,成功制备出符合产业标准以及国家耐高温输送带T4标准的硅橡胶改性三元乙丙橡胶输送带样带。

关键词：耐高温输送带三元乙丙橡胶硅橡胶共混共硫化相容性