遇油遇水膨胀橡胶的制备及性能研究

摘要

本论文包括遇油膨胀橡胶(OSR)和遇水膨胀橡胶(WSR)两个部分的研究，分别探讨遇油膨胀橡胶和遇水膨胀橡胶的制备方法。要求所制备的橡胶材料分别在石油或水中有较大的膨胀率，且有良好的物理机械性能和耐高温性能。
　　 对于遇油膨胀橡胶，实验表明：门尼黏度较大、乙烯含量较低的EPDM4703作为遇油膨胀橡胶的基体胶性能较好，随硫化剂用量增大，硫化胶的吸油膨胀率降低，硬度、拉伸强度、定伸应力等物理力学性能提高；交联助剂TAIC的加入可以完善交联网络结构，使硫化胶的吸油膨胀率和力学性能得到改善。石蜡油的加入可明显改善硫化胶的吸油膨胀率，而力学性能特别是硬度明显下降。加入助交联剂PL-400后能明显改善硫化胶的物理机械性能，相应的吸油率随PL-400用量的增加而变小。炭黑对遇油膨胀橡胶起到了很好的补强效果，随炭黑N550用量的增加，硫化胶的膨胀率递增。EPDM与聚烯烃弹性体POE并用可以改善橡胶的物理机械性能和耐热氧老化性，POE用量的增大使胶料在高温柴油中的膨胀率增大。丁基再生胶添加到三元乙丙橡胶中能明显提高硫化胶在高温下的吸油膨胀率，随甲基丙烯酸锌用量的增加，硫化胶的物理机械性能提高，硫化胶在柴油中的膨胀率先增大后减小，在用量为10份时膨胀率最大。
　　 对于遇水膨胀橡胶，研究丁腈橡胶与吸水树脂、聚氨酯并用对遇水膨胀性能的影响。在吸水树脂用量一定的情况下，硫化胶的最大体积膨胀率随DCP用量的增加逐渐变小，随TAIC用量的增多体积膨胀率先增加后减小，TAIC用量为1.5份时，体积膨胀率最大。随吸水树脂用量的增加，体积膨胀率提高，质量损失增大。配方中单独使用白炭黑时，白炭黑用量对硫化胶的体积膨胀率无显著影响，随白炭黑用量的增多，硫化胶的质量损失是降低。当白炭黑与炭黑并用时，随白炭黑比例的增加，硫化胶的体积膨胀率先增大后减小，当白炭黑与炭黑比例为24/24时，体积膨胀率最大。采用正交实验法考查硫化体系、吸水树脂和聚氨酯三个因素的影响，研究发现，吸水树脂对胶料的吸水膨胀率有显著影响，硫化体系的种类和聚氨酯预聚体用量对吸水膨胀率的贡献较小。