NaH/MAH体系改性天然橡胶的制备及其应用

摘要

本文采用氢化钠（NaH）/马来酸酐（MAH）体系，以天然橡胶为基体，利用反应加工法，在哈克转矩流变仪中制备得到了多官能化改性天然橡胶MFNR。此方法改变了以往利用溶液法对天然橡胶进行改性，避免了有机溶剂的使用，降低环境的污染。采用红外光谱对MFNR进行结构表征，发现在天然橡胶大分子链上成功引入了羰基和羧基。通过对改性产物进行性能测试，结果表明，MFNR制备过程中不会产生凝胶，不会发生交联和降解。通过等物质的量改变NaH和MAH的用量，考察炭黑补强MFNR的性能，结果表明，硫化胶的力学性能提高，压缩生热和永久变形显著降低，结合胶含量增大，体系中生成了少量的离子键。
　　不饱和羧酸金属盐能够对橡胶基体起到重要补强作用的主要原因是在过氧化物（DCP）作用下，不饱和羧酸金属盐将发生聚合作用，部分接枝到橡胶分子上，形成复杂的交联网络。而橡胶硫化过程中硫黄硫化最为普遍，且硫化胶具有优异的性能。甲基丙烯酸锌（ZDMA）是一类优良的橡胶活性助剂，是多种橡胶的补强添加剂，本文采用过氧化物和硫黄复合硫化体系，通过改变过氧化物DCP和硫黄的用量，考察了复合硫化体系对ZDMA填充补强MFNR的行为。结果表明，随着DCP用量的增大（1-3phr），混炼胶焦烧时间和硫化时间缩短，硫化胶交联密度增大，压缩生热和永久变形均表现出先下降后上升的变化趋势，当DCP的用量达到3phr时，硫化胶的拉伸强度下降明显；随着硫黄用量的增加（0-2phr）,胶料的焦烧时间增加，硫化速度加快，硫化胶交联密度增大，压缩疲劳形变量降低。当DCP的用量在1.5-2phr,硫黄的用量在0.5phr时，在复合硫化体系下，胶料具有较好的综合性能。
　　本文采用ZDMA/炭黑、ZDMA/白炭黑并用补强MFNR的方法，在复合硫化体系下，进一步考察了ZDM A和传统补强填料并用对改性天然橡胶的性能影响，结果表明，与传统填料补强相比，ZDMA/炭黑、ZDMA/白炭黑并用补强MFNR混炼胶的焦烧时间增加，硫化速度加快；硫化胶的物理机械性能提高，压缩生热和永久变形降低，通过SEM电镜照片发现，硫化之后，填料粒子在MFNR基体中呈现纳米级别分散，填料和橡胶基体之间的作用弱化，体系中生成了大量的离子键。

目录

符号说明

前言

第一章 绪论

1. 1天然橡胶

1. 2 天然橡胶的化学改性

1. 3 补强体系在橡胶加工中的应用

1. 4硫化体系在橡胶加工中的应用

1. 5 本课题研究的目的意义及内容

第二章 实验部分

2. 1 实验原料

2. 2实验仪器与设备

2.3 MFNR的制备

2.4 MFNR的表征

2. 5 性能测试

第三章 MFNR的制备表征和性能研究

3.1 MFNR的制备及表征

3. 2 NaH和MAH的用量对炭黑补强MFNR性能的影响

第四章 过氧化物/硫黄硫化体系对ZDMA补强MFNR性能研究

4. 1 过氧化物硫化体系对ZDMA/炭黑补强MFNR的性能研究

4. 2硫黄硫化体系对ZDMA/炭黑补强MFNR性能的研究

第五章 功能性助剂ZDMA在MFNR中的填充行为研究

5. 1 ZDMA/炭黑填充补强MFNR的结构与性能研究

5. 2 ZDMA/白炭黑填充补强MFNR的结构与性能研究

5. 3 原位聚合生成的ZDMA在MFNR中的应用与研究

结论

参考文献

致谢

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