低門尼NBR配合體系的優(yōu)化與性能研究.pdf

1、丁腈橡膠(NBR)，作為七大通用合成橡膠之一，已廣泛應(yīng)用于密封制品中，但由于丙烯腈剛性鏈段的存在，給加工成型造成困難。低門尼NBR的研制提高了其加工性能，但是限制了低門尼NBR在高溫、高動(dòng)態(tài)條件下的應(yīng)用。本課題為改善低門尼NBR強(qiáng)度、耐高溫以及動(dòng)態(tài)性能，優(yōu)化了低門尼NBR的硫化體系，考察了樹脂、有機(jī)改性蒙脫±OMMT、HNBR在低門尼NBR中的應(yīng)用，以及樹脂、甲基丙烯酸鎂對(duì)低門尼NBR與金屬粘合性能的影響，系統(tǒng)研究了樹脂/OMMT/LX

2、NBR納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)性能及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果簡(jiǎn)述如下： (1)硫化體系的優(yōu)化。研究表明半有效硫黃硫化體系有較短的正硫化時(shí)間、安全的加工時(shí)間，硫黃/促進(jìn)劑質(zhì)量比為1/1，用量為1.4～1.8份時(shí)膠料有優(yōu)異的物理機(jī)械性能和老化性能。 (2)低門尼NBR共混改性發(fā)現(xiàn)：等量的樹脂與DOP具有相當(dāng)?shù)脑鏊苄Ч?，樹脂增塑時(shí)硫化膠的強(qiáng)度保持效果更佳，在一定用量下，隨著樹脂的增加亦有延遲硫化的作用。S-105/7530E/G-25質(zhì)

3、量比為3/8/6時(shí)，在保證增塑效果的同時(shí)具有最佳的綜合性能；低門尼NBR/HNBR質(zhì)量比90/10時(shí)，共混膠老化性能優(yōu)于低門尼NBR，在成本與物理機(jī)械性能上保持平衡。 (3)OMMT與N550在低門尼NBR中有相近的補(bǔ)強(qiáng)效果，考察了OMMT用量對(duì)低門尼NBR物理機(jī)械性能和加工性能的影響，通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，OMMT為20質(zhì)量份時(shí)低門尼NBR有最佳的綜合性能。 (4)對(duì)低門尼NBR與金屬粘合性能進(jìn)行了研究，Mg(MAA)2的加入

4、對(duì)粘合強(qiáng)度和物理機(jī)械性能的提高較明顯，且用量為11份時(shí)最佳，硫化過程發(fā)現(xiàn)雙焦燒期現(xiàn)象，說明Mg(MAA)2在無(wú)過氧化物條件下即可引發(fā)；D-RS、S-105和SP1068樹脂的增粘效果明顯，當(dāng)SP1068用量約為6.2份時(shí)具有較好的粘合和物理機(jī)械性能。 (5)首次采用溶液-熔融復(fù)合插層法制備樹脂/OMMT/LXNBR納米復(fù)合材料。通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，確定了最佳制備工藝，在80℃下以100r/min攪拌3小時(shí)進(jìn)行溶液插層，130℃下以15

5、0r/min攪拌4小時(shí)進(jìn)行熔融插層。對(duì)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行X-RD、SEM、偏光顯微鏡表征，清晰地顯示出樹脂對(duì)蒙脫土的插層效果較好，蒙脫土以剝離和插層形態(tài)存在，層間距已接近5nm，結(jié)合對(duì)力學(xué)和加工性能的考察，確定OMMT/樹脂最佳配比為20/35。 (6)通過物理機(jī)械性能、DMTS動(dòng)態(tài)性能和RPA2000加工性能的對(duì)比考察，與炭黑補(bǔ)強(qiáng)橡膠相比，樹脂/OMMT/LXNBR納米復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)硫化膠的大部分性能己經(jīng)超過或持平相同質(zhì)量份數(shù)