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氯丁橡胶和反式-1，4-聚异戊二烯并用胶动态性能的研究

2020-11-23阅读(1044)

氯丁橡胶和反式-1，4-聚异戊二烯并用胶动态性能的研究

论文摘要

反式-1，4-聚异戊二烯（TPI）是一种性能优良的新型合成材料。其与通用橡胶并用可以赋予材料优异的动态性能，特别是赋予材料优异的耐疲劳性能。氯丁橡胶具有良好的耐候性、耐油性和耐水性，同时还具有较高的强度、定伸应力和优异的动态性能，因此广泛应用于动态制品中。如能进一步改进其动态疲劳性能，则可使其应用更加广泛。TPI与非极性橡胶的并用研究已比较深入和广泛，但其与极性聚合物并用的研究报道却很少。由于TPI具有优异的动态性能，针对TPI的这一特点，本文将TPI与氯丁橡胶（CR）并用，研究了各种因素如并用比、促进剂、填料等对该体系的耐屈挠疲劳性能的影响，以期对CR／TPI硫化胶在动态橡胶制品中的应用提供有价值的数据。研究表明，CR中并用TPI后，开炼机混炼过程粘辊性能得到明显改善。与CR相比，CR／TPI混炼胶正硫化时间显著缩短；CR／TPI硫化胶的耐屈挠性能得到大幅提高，耐初始龟裂从33万次提高到45万次，出现六级裂口的次数从89万次提高到155万次。在实验选定门尼黏度范围内，当TPI与CR门尼黏度相近时，CR／TPI硫化胶的耐屈挠疲劳性能较好；TPI的用量在10-20份为宜。对含有促进剂TMTD、Na-22和DM的CR／TPI硫化胶研究表明，加入促进剂TMTD的硫化胶耐屈挠疲劳性能较好，含促进剂DM的硫化胶次之，含促进剂Na-22硫化胶的耐屈挠疲劳性能较差。含促进剂TMTD的CR／TP工硫化胶出现六级屈挠裂口次数是含促进剂Na-22硫化胶的4倍。促进剂TMTD的用量在1.0-1.3时CR／TPI硫化胶的综合性能较好。当促进剂DM与促进剂Na-22并用时，随着促进剂Na-22用量的增加，CR／TPI硫化胶的耐屈挠疲劳性能下降。促进剂Na-22用量不宜超过0.8份。对补强体系的研究表明，炭黑可以显著提高CR／TP工硫化胶的物理机械性能和动态疲劳性能。随着炭黑粒径的增大，CR／TPI硫化胶的耐裂口增长性能提高。增加炭黑用量可以起到加速焦烧和促进硫化的作用。炭黑N220和N330赋予CR／TPI硫化胶较好的综合性能，其用量不宜超过45份。随着白炭黑和炭黑并用比的增加，CR／TPI硫化胶的撕裂强度增大，压缩生热降低，耐磨性提高，但硫化胶的耐屈挠疲劳裂口增长性能降低。在CR／TPI并用胶中，白炭黑和炭黑并用比不宜过大。在白炭黑补强的CR／TPI硫化胶中硅烷偶联剂Si69与白炭黑并用比小于1／12，硫化胶性能较好。通过对防老剂OD、防老剂MB、防老剂RD和防老剂4010在CR／TPI中应用发现，含有防老剂MB和防老剂4010的CR／TPI硫化胶的耐屈挠裂口增长性能优异，防老剂MB赋予CR／TP工硫化胶较好的综合性能。对CR和CR／TP工中并用CTPI的研究表明，随着CTPI用量的增加，CR／CTPI混炼胶粘辊越来越严重，CR／CTPI和CR／TPI／CTPI，硫化胶的耐屈挠疲劳性能均有显著提高，在CR中加入5份CTPI和在CR／TPI中用12份CTPI代替12份TPI均使硫化胶出现六级裂口的次数提高2倍。CR、CR／TPI／CTPI和CR／CTPI硫化胶屈挠断面形式各不相同，CR断面较整齐，CR／TPI／CTPI断面为锯齿形，CR／CTPI断面形式为层状。从DMA曲线可以看出，CTPI与CR的相容性好于TPI与CR的相容性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 1 反式-1,4-聚异戊二烯（TPI）
  • 1.1 反式-1,4-聚异戊二烯简介
  • 1.2 反式-1,4-聚异戊二烯的合成、结构和性能
  • 1.3 反式-1,4-聚异戊二烯的应用
  • 1.4 反式-1,4-聚异戊二烯并用胶
  • 1.5 反式-1,4-聚异戊二烯改性
  • 2 氯丁橡胶
  • 2.1 氯丁橡胶概述
  • 2.2 氯丁橡胶的结构
  • 2.3 氯丁橡胶的分类
  • 2.4 氯丁橡胶的性能
  • 2.5 氯丁橡胶的配合
  • 2.5.1 氯丁橡胶配合的基本配方
  • 2.5.2 氯丁橡胶的硫化体系
  • 2.5.3 氯丁橡胶的补强填充体系
  • 2.5.4 氯丁橡胶的防护体系
  • 2.6 氯丁橡胶加工工艺
  • 2.6.1 氯丁橡胶生胶的贮存
  • 2.6.2 氯丁橡胶的塑炼
  • 2.6.3 氯丁橡胶的混炼
  • 2.6.4 氯丁橡胶的硫化
  • 2.7 氯丁橡胶改性的研究
  • 2.8 氯丁橡胶与其它橡胶的并用
  • 2.8.1 氯丁橡胶与三元乙丙橡胶的并用
  • 2.8.2 氯丁橡胶与天然橡胶的并用
  • 2.8.3 氯丁橡胶与丁腈橡胶的并用
  • 3 白炭黑在橡胶配方中的应用
  • 第二章 氯丁橡胶和反式-1,4-聚异戊二烯并用胶动态性能的研究
  • 前言
  • 实验部分
  • 1 主要原材料
  • 2 实验配方
  • 3 混炼工艺和硫化条件
  • 4 主要仪器与设备
  • 5 性能测试
  • 结果与讨论
  • 1 TPI的门尼黏度对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 1.1 CR/TPI并用胶加工工艺性能
  • 1.2 TPI门尼黏度对CR/TPI混炼胶硫化特性的影响
  • 1.3 TPI门尼黏度对CR/TPI硫化胶物理机械性能的影响
  • 1.4 CR/TPI与CR硫化胶物理机械性能的比较
  • 2 TPI的用量对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 2.1 TPI的用量对CR/TPI混炼胶性能的影响
  • 2.2 TPI的用量对CR/TPI硫化胶性能的影响
  • 3 CR/TPI并用胶与CR/NR并用胶物理机械性能的比较
  • 4 CR/TPI混炼胶硫化温度及时间的确定
  • 4.1 不同硫化温度下CR/TPI混炼胶的硫化特性
  • 4.2 不同硫化时间对CR/TPI硫化胶性能的影响
  • 5 高活性氧化镁与普通氧化镁对并用胶硫化性能的影响
  • 6 促进剂对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 6.1 不同种类促进剂对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 6.1.1 不同种类促进剂对CR/TPI混炼胶性能的影响
  • 6.1.2 不同种类促进剂对CR/TPI硫化胶物理机械性能的影响
  • 6.2 促进剂TMTD的用量对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 6.2.1 促进剂TMTD的用量对CR/TPI混炼胶硫化特性的影响
  • 6.2.2 促进剂TMTD的用量对CR/TPI硫化胶物理机械性能的影响
  • 6.3 促进剂并用对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 6.3.1 促进剂并用对CR/TPI混炼胶硫化特性和门尼粘度的影响
  • 6.3.2 促进剂并用对CR/TPI硫化胶性能的影响
  • 7 CR/TPI并用胶的补强体系
  • 7.1 炭黑对CR/TPI并用胶的影响
  • 7.2 炭黑种类对CR/TPI并用胶的影响
  • 7.2.1 炭黑种类对CR/TPI混炼胶硫化特性的影响
  • 7.2.2 炭黑种类对CR/TPI硫化胶物理机械性能的影响
  • 7.2.3 炭黑种类对CR/TPI硫化胶炭黑分散性能的影响
  • 7.3 炭黑用量对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 7.3.1 炭黑N330用量对CR/TPI混炼胶硫化特性的影响
  • 7.3.2 炭黑N330用量对CR/TPI硫化胶性能的影响
  • 7.4 白炭黑和炭黑并用对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 7.4.1 白炭黑和炭黑并用对CR/TPI混炼胶硫化特性的影响
  • 7.4.2 白炭黑和炭黑并用对CR/TPI硫化胶性能的影响
  • 7.5 偶联剂Si69与白炭黑的并用比对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 7.5.1 Si69与白炭黑的并用比对CR/TPI混炼胶硫化特性的影响
  • 7.5.2 Si69与白炭黑的并用比对CR/TPI硫化胶性能的影响
  • 8 防老剂对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 8.1 防老剂种类对CR/TPI混炼胶硫化特性的影响
  • 8.2 防老剂种类对CR/TPI硫化胶性能的影响
  • 9 氯化TPI（CTPI）对CR/CTPI及CR/TPI/CTPI并用胶性能的影响
  • 9.1 CTPI对CR/CTPI混炼胶加工性能的影响
  • 9.2 CTPI对CR/CTPI和CR/TPI/CTPI混炼胶硫化特性的影响
  • 9.3 CTPI对CR/CTPI和CR/TPI/CTPI硫化胶性能的影响
  • 9.4 CTPI对CR/CTPI和CR/TPI/CTPI硫化胶耐屈挠疲劳性能的影响
  • 9.5 CR、CR/CTPI和CR/TPI/CTPI硫化胶的动态机械性能
  • 10 混炼工艺对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 10.1 开炼和密炼对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 10.2 一段混炼法和两段混炼法对CR/TPI并用胶性能的影响
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录

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