NR/NBR高阻尼橡胶材料的制备与性能研究

摘要

天然橡胶（NR）因其优良的综合性能，成为民用减震阻尼领域应用最为广泛的橡胶胶种，但其存在阻尼温域位于低温区域，室温及较高温度范围内阻尼性能较差等问题。本文 NR为主体，并用丁腈橡胶（NBR），借助 NBR损耗因子高且玻璃化转变温度高的特点，提高共混胶在室温及高温下的阻尼性能。首先研究并找出合适的共混比和硫化体系，在此基础上针对二者相容性差的问题，探究均匀剂（RH-150）、环氧化天然橡胶（ENR-40）、丙烯酸酯接枝天然橡胶（SG-301）、氯丁橡胶（CR）等相容剂对 NR/NBR共混胶性能的影响。最后探究了有机蒙脱土（OMMT）、天然鳞片石墨（FG）、短切碳纤维（CF）及多壁碳纳米管（MWCNT）几种特殊填料对NR/NBR阻尼材料性能的影响，旨在保证天然橡胶优良综合性能基础上，拓宽其阻尼温域，提高阻尼性能。具体研究结果如下：
　　对NR/NBR两相体系，随着NBR比例增大，共混胶力学性能整体下降，压缩永久变形和温升明显增大。DMA曲线上NR相tanδmax1减小而NBR相tanδmax2逐渐增大，E’’表现出相似的规律。NBR/NBR=70/30时，共混胶力学性能相比纯NR略有下降，且室温附近的阻尼性能提高明显，综合性能相比其他共混比更佳。硫化体系方面，适当范围内硫黄用量减小而促进剂用量增大，共混胶力学性能下降明显，压缩生热增大，压缩永久变形减小，阻尼性能提高。硫化体系以多硫少促为佳，但硫黄用量不宜过多。
　　针对NR/NBR两相相容性差的问题，将RH-150、ENR-40、SG-301、CR作为相容剂加入体系中，能起到一定的增容作用，共混胶力学性能提高，但其添加量存在最佳值。RH-150的加入降低了两相峰值损耗因子，但提高了室温及更高温度下的阻尼性能；ENR-40、SG-301和CR的加入降低了NR相的损耗因子，但显著提高了NBR相的损耗因子和高温下的阻尼性能。酚醛树脂（PF）的加入不利于共混胶的力学性能，但能明显拓宽其阻尼温域，提高有效阻尼温域对应的温度，损耗因子略有下降。
　　对OMMT、FG、CF、MWCNT几种填料的研究，发现CF的加入不利于材料的力学性能；OMMT、FG、MWCNT的加入能提高材料的力学性能，但添加量存在最佳值，超过最佳值会在橡胶基体中产生团聚，力学性能下降。另外，几种填料一定程度上降低了NR相峰值损耗因子，但在不同程度上提高了NBR相的峰值损耗因子和共混胶的损耗模量，显著增强了室温和更高温度下的阻尼性能。

目录

第一章 绪论

1.1阻尼材料简介

1.2影响橡胶阻尼性能的因素

1.3改善橡胶阻尼性能的措施及其研究现状

1.4橡胶阻尼材料的发展前景和趋势

1.5课题立题依据及研究目的

1.6课题研究内容

第二章 NR/NBR共混比和硫化体系对共混胶性能的影响

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 共混比对NR/NBR共混胶性能的影响

2.4 硫化体系对NR/NBR共混胶性能的影响

2.5 本章小结

第三章 第三组分对NR/NBR共混胶性能的影响

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3均匀剂RH-150对NR/NBR共混胶性能的影响

3.4酚醛树脂PF对NR/NBR共混胶性能的影响

3.5环氧化天然橡胶ENR-40对NR/NBR共混胶性能的影响

3.6丙烯酸酯接枝天然橡胶SG-301对NR/NBR共混胶性能的影响

3.7 氯丁橡胶CR对NR/NBR共混胶性能的影响

3.8本章小结

第四章 填料对NR/NBR共混胶性能的影响

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3有机蒙脱土OMMT对NR/NBR共混胶性能的影响

4.4天然鳞片石墨FG对NR/NBR共混胶性能的影响

4.5碳纤维CF对NR/NBR共混胶性能的影响

4.6多壁碳纳米管MWCNT对NR/NBR共混胶性能的影响

4.7本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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