不饱和羧酸金属盐补强三元乙丙橡胶的研究

摘要

不饱和羧酸盐用于橡胶的补强是20世纪80年代末兴起的新型橡胶补强的方法,这种有机盐在地氧化物作用下生成了聚盐粒子发挥了补强作用.日本学者详细研究了不饱和羧酸盐补强的氢化丁腈橡胶(HNBR)等极性橡胶体系,然而用不饱和羧酸盐补强非极性橡胶还缺乏系统的研究.该文综合运用DSC、WAXD、FTIR、TEM和DMTA等多种手段首次系统研究了不饱和羧酸金属盐补强非极性的三元乙丙橡胶(EPDM)的力学性能、交联结构和形态结构,探讨了不饱和羧酸金属盐的补强机理.该论文工作的主要创新有:(1)首次对不饱和羧酸盐补强非极性的EPDM进行了系统研究,并应用了原位合成法研究了ZnO/MAA,MgO/MAA和Al(OH)<,3>/MAA原位生成各类不饱和羟酸盐对EPDM的补强规律.首次用原位合成的ZDMA制得了拉伸强度为38MPa,扯断伸长率为500﹪的EPDM硫化胶.(2)首次运用FTIR证实了ZnO/MAA原位合成ZDMA,并进一步证实了ZDMA在过氧化物作用下的聚合并接枝于橡胶分子链上.(3)首次提出了EPDM/ZDMA体系交联过程中的化学反应模型,指出了离子交联键的成因;还首次提出聚盐自由基对橡胶的脱氢反应是使不饱和羧酸盐补强胶的总交联密度增大的根本原因.(4)首次应用反应性的ZDMA填料,实现了EPDM/NBR两个不相容体系的增容和高效增强作用.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1弹性体的填充补强

1.2弹性体填充补强的基础理论

1.3不饱和羧酸金属盐在橡胶中的应用状况

1.3.1不饱和羧酸金属盐的制备

1.3.2不饱和羧酸盐用作交联助剂

1.3.3不饱和羧酸盐用作补强剂

1.3.4不饱和羧酸金属盐补强橡胶的特点

1.4不饱和羧酸盐补强橡胶的机理研究

1.4.1离子交联键的特点

1.4.2不饱和羧酸盐在橡胶中聚合形成橡胶纳米复合材料

1.4.3不饱和羧酸盐在橡胶基体中原位聚合行为的研究

1.4.4影响橡胶/聚不饱和羧酸金属盐复合材料性能的因素

1.5本论文的主要内容

第2章直接填充不饱和羧酸盐补强的乙丙橡胶

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1原材料

2.2.2试样制备

2.2.3 FTIR测试

2.2.4 TGA测试

2.2.5 DSC测试

2.2.6力学性能测试

2.2.7胶料的硫化特性测试

2.3结果与讨论

2.3.1甲基丙烯酸盐的表征

2.3.2过氧化物的种类与用量对ZDMA补强EPDM的影响

2.3.3不饱和羧酸盐种类与用量对补强EPDM的影响

2.3.4 ZDMA填充EPDM胶料的硫化特性

2.3.5甲基丙烯酸锌对不同品种EPDM的补强效果

2.4本章小结

第3章原位合成不饱和羧酸盐补强的乙丙橡胶

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1原材料

3.2.2原位合成甲基丙烯酸盐胶料及试样制备

3.2.3性能测试

3.3结果与讨论

3.3.1羧酸和金属化合物的原位反应产物填充的EPDM的性能

3.3.2原位合成甲基丙烯酸锌对EPDM的补强作用

3.3.3原位合成甲基丙烯酸镁对EPDM的补强作用

3.3.4原位合成甲基丙烯酸铝对EPDM的补强作用

3.3.5原位合成丙烯酸盐对EPDM的补强效果

3.4本章小结

第4章不饱和羧酸盐在EPDM基体中的化学反应表征

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1原材料及试样制备

4.2.2 WXD测试

4.2.3 FTIR测试

4.3结果与讨论

4.3.1原位合成不饱和羧酸盐的证明

4.3.2过氧化物自由基引发的不饱和羧酸盐的反应

4.3.3 ZDMA的聚合转化率

4.3.4 EPDM/ZDMA体系理论上可能的化学反应探讨

4.4本章小结

第5章不饱和羧酸盐补强EPDM的交联结构和形态结构

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1原材料及试样制备

5.2.2硫化曲线的测定

5.2.3交联密度的测定

5.2.4 TEM测试

5.2.5动态力学性能测试

5.3结果与讨论

5.3.1不饱和羧酸盐对胶料硫化特性的影响

5.3.2 EPDM/不饱和羧酸盐硫化胶的交联密度

5.3.3离子交联结构形成的进一步探讨

5.3.4交联密度与不饱和羧酸盐补强作用的关系

5.3.5 EPDM/不饱和羧酸盐硫化胶的形态结构

5.3.6 EPDM/不饱和羧酸盐硫化胶的动态力学性能

5.3.7不饱和羧酸盐对EPDM的补强机理探讨

5.4本章小结

第6章不饱和羧酸盐对EPDM/NBR体系的增容增强作用

6.1引言

6.2实验部分

6.2.1原材料

6.2.2原位合成ZDMA胶料及试样制备

6.2.3力学性能测试

6.2.4耐热空气老化性能测试

6.2.5耐油性测试

6.3结果与讨论

6.3.1 EPDM/NBR共混比例对硫化胶性能的影响

6.3.2 ZDMA用量对NBR/EPDM对硫化胶性能的影响

6.3.3 ZnO/MAA摩尔比对硫化胶性能的影响

6.3.4 EPDM/NBR/ZDMA硫化胶的耐热老化性能

6.3.5 EPDM/NBR/ZDMA硫化胶的耐油性

6.4本章小结

第7章全文总结

7.1总结论

7.2对今后工作的几点建议

参考文献

致谢

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