氯醚橡胶硫化体系的研究

摘要

氯醚橡胶具有优异的耐热性、耐臭氧性、耐寒性、耐非极性油和耐透气性等特性，然而，氯醚橡胶存在强度低、制品老化后易变软等问题。为了提高氯醚橡胶的综合性能，扩大氯醚橡胶的应用领域，本文对氯醚橡胶的硫化体系（包括硫化剂、助剂和补强填充等）进行了研究。具体研究内容和结果如下:
　　1、研究了三种硫化助剂——丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇对共聚型氯醚橡胶(ECO)硫化特性、交联密度及力学性能的影响。结果表明:在相同的加工过程和硫化条件下，随助剂熔点降低，胶料的流动性变好，硫化速度加快，焦烧时间与正硫化时间缩短，交联密度、拉伸强度、300％定伸应力和硬度均增大。
　　2、研究了三种不同结构的巯基类硫化剂对ECO硫化特性、交联密度、力学性能和老化性能的影响。结果表明:硫化剂分子结构对硫化反应产生影响。在相同的加工过程和硫化条件下，胶料的硫化速度由快到慢依次为三巯基均三嗪(TCY)、2，3-二巯基-喹喔啉（DNR-12A）、亚乙基硫脲(NA-22);交联密度由大到小依次为DNR-12A、TCY、NA-22;用NA-22硫化的胶料的拉伸强度和断裂伸长率最高;100℃老化3d后，硫化剂为DNR-12A和TCY的胶料形成的交联键中因含有刚性结构，提高了耐热氧老化性能，拉伸强度保持率接近100％;而硫化剂为NA-22的胶料形成的交联键是单硫键，高温老化过程中容易断裂，故拉伸强度保持率仅为83.3％。
　　3、研究了三种填料——高耐磨炭黑(N330)、生物质填料(BL-MMT)和碱性木质素(lignin)对ECO力学性能和老化性能的影响。结果表明:固定硫化剂为NA-22时，以碱性木质素为填料的胶料的拉伸强度最高，达15.5MPa，断裂伸长率为394％，100％定伸应力为6.4MPa;100℃老化72h后，拉伸强度保持率为103％。X射线衍射(XRD)与透射电镜(TEM)结果证实生物质填料中的蒙脱土在橡胶中具有良好的分散性及相容性。加入30份BL-MMT的ECO/BL-MMT复合材料在100℃条件下老化72h后，拉伸强度保持率为106％，BL-MMT将会是氯醚橡胶的一种有前途的填料。
　　4、研究了吸酸剂氧化镁用量、填料配比和防老剂配比对ECO力学性能和老化性能的影响。实验结果表明:氧化镁用量为10phr，白炭黑用量为30phr，炭黑用量为10phr，防老剂N，N-二丁基二硫代氨基甲酸镍(NBC)用量为2phr时，ECO综合性能最好。拉伸强度为13.9MPa，断裂伸长率为644％，100％定伸应力为2.6MPa，邵氏A硬度为71。125℃老化1000h后，拉伸强度保持率为100％，断裂伸长率保持率为26.4％。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 氯醚橡胶概述

1．1．1 氯醚橡胶的定义及分类

1．1．2 氯醚橡胶的结构与性能特征

1．1．3 氯醚橡胶的用途

1．2 氯醚橡胶的配方及加工工艺

1．2．1 氯醚橡胶的硫化体系

1．2．2 氯醚橡胶的补强填充体系

1．2．3 氯醚橡胶的稳定及老化防护体系

1．2．4 氯醚橡胶的加工工艺

1．3 本课题的主要研究内容、目的及意义

1．3．1 本课题的研究目的及意义

1．3．2 本课题的主要研究内容

第二章 原料、仪器设备及表征方法

2．1 原料

2．2 仪器设备

2．3 表征方法

第三章 多元醇对氯醚橡胶性能的影响研究

3．1 氯醚橡胶硫化胶的制备

3．1．1 氯醚橡胶硫化胶的制备工艺

3．1．2 氯醚橡胶硫化胶的配方

3．2 结果与讨论

3．2．1 多元醇对氯醚橡胶性能的影响

3．2．2 丙三醇用量对氯醚橡胶性能的影响

3．3 本章小结

第四章 巯基类硫化剂对氯醚橡胶性能的影响研究

4．1 氯醚橡胶硫化胶的制备

4．1．1 氯醚橡胶硫化胶的制备工艺

4．1．2 氯醚橡胶硫化胶的配方

4．1 结果与讨论

4．2．1 硫化剂对氯醚橡胶硫化特性的影响

4．2．2 硫化剂对氯醚橡胶交联密度的影响

4．2．3 硫化剂对氯醚橡胶力学性能的影响

4．2．4 硫化剂对氯醚橡胶老化性能的影响

4．3 本章小结

第五章 填料对氯醚橡胶性能的影响研究

5．1 氯醚橡胶硫化胶的制备

5．1．1 氯醚橡胶硫化胶的制备工艺

5．1．2 氯醚橡胶硫化胶的配方

5．2 结果与讨论

5．2．1 填料对氯醚橡胶硫化特性的影响

5．2．2 结构表征

5．2．3 热性能

5．2．4 填料对氯醚橡胶力学性能的影响

5．2．5 填料对氯醚橡胶老化性能的影响

5．3 本章小结

第六章 配方因素对氯醚橡胶老化性能的影响研究

6．1 氯醚橡胶硫化胶的制备

6．1．1 氯醚橡胶硫化胶的制备工艺

6．1．2 氯醚橡胶硫化胶的配方

6．2 结果与讨论

6．2．1 吸酸剂用量对氯醚橡胶硫化胶性能的影响

6．2．2 填料配比对氯醚橡胶硫化胶性能的影响

6．2．3 防老剂配比对氯醚橡胶硫化胶性能的影响

6．3 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢

附录Ⅰ (英文缩写名称对照表)

附录Ⅱ (攻读硕士期间发表的论文)

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