三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究

论文摘要

首先,本文对EPDM常用硫化体系进行对比考察,并对过氧化物硫化体系中助交联剂的单用及并用、常用防老剂的单用及并用对EPDM硫化特性、力学性能、耐老化性能及耐压缩永久变形性能的影响进行系统研究,以探索助交联剂的交联反应对DCP主交联作用的影响及防老剂的合理选用。研究表明:1)、有效硫化体系及复合硫化体系力学性能较好,但耐老化及压缩永久性能差,DCP硫化体系综合性能较好。2)、PDM、TAIC和S,可增大硫化胶的硫化速度和交联密度,并改善耐老化性能,且TAIC可改善加工性能;PDM、TAIC及适量S分别与DCP并用,可较好改善硫化胶压缩永久变形。3)、采用单一防老剂,MB的综合性能及抗老化效果最好,硫化胶压缩永久变形最小;采用两种防老剂同份量并用,MB与NBC并用抗老化效果最好,而RD与MB并用压缩永久变形性能最好;MB与NBC不同份量并用时,其份量比为1/1时硫化胶综合性能较好,而份量比为0.5/1.5时压缩永久变形最小。其次,本文分别从硫化温度、硫化时间、硫化工艺考察对EPDM硫化特性、力学性能、耐老化性能及耐压缩永久变形性能的影响。研究表明:随硫化温度增大,填料间相互作用、交联密度减小,T10和T90明显缩短,压缩永久变形增大。合理选择硫化温度和硫化时间,可使得硫化胶具有较好的综合性能,采用二段硫化能提高硫化胶的力学性能,二段硫化时间为2h时综合性能较佳。随硫化时间和二段硫化时间增大,其压缩永久变形降低。再次,本文研究了炭黑（N234、N330、N550及N774）、蒙脱土（DK2-OMMT、DK3-OMMT）、纳米重晶石（BaSO4）及和纳米凹凸棒（AT）对EPDM的硫化特性、力学性能、耐老化性能及压缩永久变形性能的影响,并从粒径、结构性、微观形貌等因素考察,从而为配方筛选、新型填料的探索、纳米材料的应用提供理论和实验依据。研究表明:1)、EPDM硫化胶性能主要受填料种类、粒径、表面活性、结构性等因素影响。2)、随炭黑、蒙脱土及纳米凹凸棒用量的增加,力学性能和压缩永久变形增大,而BaSO4用量增加,力学性能增加,压缩永久变形先增大后减小。3)、炭黑粒径越小补强性越高,压缩永久变形增大;活性越高补强效果越好,而扯断伸长率同时受结构性影响较大,高结构性炭黑可改善压缩永久变形。4)、硫化胶老化后,粒径的影响程度下降,结构性和其他因素的影响提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 EPDM 概述
• 1.3.1 EPDM 的结构与特性
• 1.3.2 EPDM 的基本性能
• 1.3.3 EPDM 的配合与加工
• 1.4 低压缩永久变形材料及研究进展
• 1.4.1 压缩永久变形
• 1.4.2 影响压缩永久变形的因素
• 1.4.3 对低压缩永久变形材料的要求及研究进展
• 1.5 论文的主要研究内容
• 1.5.1 硫化体系对EPDM 性能的影响
• 1.5.2 防老体系对EPDM 性能的影响
• 1.5.3 硫化工艺对EPDM 性能的影响
• 1.5.4 填料体系对EPDM 性能的影响
• 第二章 橡胶助剂对 EPDM 性能的影响
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原材料
• 2.2.2 实验配方
• 2.2.3 实验仪器
• 2.2.4 试样制备
• 2.2.5 分析测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 硫化剂对EPDM 性能的影响
• 2.3.2 助交联剂对EPDM 性能的影响
• 2.3.3 防老剂对EPDM 性能的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 硫化工艺对 EPDM 性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原材料
• 3.2.2 实验配方
• 3.2.3 实验仪器
• 3.2.4 试样制备
• 3.2.5 分析测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 硫化温度对EPDM 性能的影响
• 3.3.2 硫化时间对EPDM 性能的影响
• 3.3.3 二段硫化对EPDM 性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 炭黑补强 EPDM 性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原材料
• 4.2.2 实验配方
• 4.2.3 实验仪器
• 4.2.4 试样制备
• 4.2.5 分析测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 硫化特性
• 4.3.2 力学性能
• 4.3.3 耐老化性能
• 4.3.4 压缩永久变形性能
• 4.4 本章小结
• 第五章 无机纳米填料补强EPDM 性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验原材料
• 5.2.2 实验配方
• 5.2.3 实验仪器
• 5.2.4 试样制备
• 5.2.5 分析测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 硫化特性
• 5.3.2 微观结构
• 5.3.3 力学性能
• 5.3.4 耐老化性能
• 5.3.5 压缩永久变形性能
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文和专利
• 作者在攻读硕士学位期间所参与的项目
• 致谢