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cm/xnbr共混物结构性能及共混工艺的研究

CM/XNBR共混物结构性能及共混工艺的研究

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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

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