甲基丙烯酸鋰及稀土化合物L(fēng)aCl3改性乙烯—醋酸乙烯酯橡膠的研究.pdf

1、本論文研究了不飽和羧酸鹽甲基丙烯酸鋰(LiMAA)對(duì)乙烯-醋酸乙烯酯橡膠(EVM)的增強(qiáng)效果,研究了EVM/LiMAA混煉膠的硫化性能以及硫化膠的力學(xué)性能、交聯(lián)結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)等。本論文研究了稀土化合物氯化鑭(LaCl3)對(duì)EVM/LiMAA硫化膠力學(xué)性能、電阻率和熱穩(wěn)定性以及交聯(lián)結(jié)構(gòu)的影響,探索了LaCl3在硫化膠中的作用效果和機(jī)理。通過原位合成技術(shù)在EVM純膠中生成LiMAA,研究結(jié)果表明,LiMAA在EVM混煉膠的硫化過程中起了助交

2、聯(lián)劑作用,隨著LiMAA生成量的增加,硫化速度和硫化程度大幅度增加。在硫化劑DCP用量為3份、LiOH/MAA的摩爾比為1/1的條件下,LiMAA生成量為30份時(shí),原位生成LiMAA增強(qiáng)的EVM硫化膠具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能,其拉伸強(qiáng)度、100％定伸應(yīng)力、扯斷伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度分別可達(dá)到30.9MPa、12.2MPa、383%和93.4kN·m-1。掃描電子顯微鏡(SEM)分析表明,原位合成的LiMAA在EVM硫化膠形成直徑約101～102

3、nm的粒子團(tuán)。選用具有較好綜合力學(xué)性能的EVM/LiMAA(100/30)體系為基體,研究稀土化合物L(fēng)aCl3對(duì)硫化膠性能的影響。低添加量的LaCl3對(duì)EVM/LiMAA硫化膠的力學(xué)性能影響較小,而高添加量的LaCl3會(huì)顯著降低硫化膠的大多數(shù)力學(xué)性能。LaCl3的加入,顯著提高了EVM/LiMAA硫化膠的熱空氣老化性能,一定程度上提高了硫化膠的熱穩(wěn)定性。當(dāng)LaCl3用量超過10份時(shí),老化后硫化膠的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率的保持率大于90%。

4、LaCl3的加入顯著降低了EVM/LiMAA硫化膠的電阻率。當(dāng)LaCl3用量為10份時(shí),EVM/LiMAA(100/變量)硫化膠的體積電阻率降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右。隨著LaCl3用量增加,EVM/LiMAA(100/30)硫化膠體積電阻率呈先減小后增大的變化趨勢(shì),最低可達(dá)到3.00×1010Ω·cm。這表明LaCl3的加入使得硫化膠由絕緣性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭轨o電性物質(zhì),但加入量過大反而不利于硫化膠電阻率的降低。因?yàn)橄⊥岭x子具有強(qiáng)吸水作用,所以本

5、文考察了添加LaCl3后硫化膠體積電阻率隨吸水率增大而變化的規(guī)律。結(jié)果表明,隨著吸水率的增加,硫化膠的體積電阻率急劇下降,硫化膠由抗靜電性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電性物質(zhì)。加入LaCl3的硫化膠吸水率高于10%時(shí),體積電阻率可達(dá)104Ω·cm左右。核磁共振(NMR)及傅立葉變換紅外光譜(FTIR)分析結(jié)果表明,在EVM/LiMAA/LaCl3硫化膠中La3+可能與MAA-發(fā)生了配合作用。這將會(huì)減弱Li+與MAA-之間的作用,導(dǎo)致EVM/LiMAA/