遇油遇水膨胀橡胶的制备及性能研究

论文摘要

本论文包括遇油膨胀橡胶（OSR）和遇水膨胀橡胶（WSR）两个部分的研究,分别探讨遇油膨胀橡胶和遇水膨胀橡胶的制备方法。要求所制备的橡胶材料分别在石油或水中有较大的膨胀率,且有良好的物理机械性能和耐高温性能。对于遇油膨胀橡胶,实验表明:门尼黏度较大、乙烯含量较低的EPDM4703作为遇油膨胀橡胶的基体胶性能较好,随硫化剂用量增大,硫化胶的吸油膨胀率降低,硬度、拉伸强度、定伸应力等物理力学性能提高;交联助剂TAIC的加入可以完善交联网络结构,使硫化胶的吸油膨胀率和力学性能得到改善。石蜡油的加入可明显改善硫化胶的吸油膨胀率,而力学性能特别是硬度明显下降。加入助交联剂PL-400后能明显改善硫化胶的物理机械性能,相应的吸油率随PL-400用量的增加而变小。炭黑对遇油膨胀橡胶起到了很好的补强效果,随炭黑N550用量的增加,硫化胶的膨胀率递增。EPDM与聚烯烃弹性体POE并用可以改善橡胶的物理机械性能和耐热氧老化性,POE用量的增大使胶料在高温柴油中的膨胀率增大。丁基再生胶添加到三元乙丙橡胶中能明显提高硫化胶在高温下的吸油膨胀率,随甲基丙烯酸锌用量的增加,硫化胶的物理机械性能提高,硫化胶在柴油中的膨胀率先增大后减小,在用量为10份时膨胀率最大。对于遇水膨胀橡胶,研究丁腈橡胶与吸水树脂、聚氨酯并用对遇水膨胀性能的影响。在吸水树脂用量一定的情况下,硫化胶的最大体积膨胀率随DCP用量的增加逐渐变小,随TAIC用量的增多体积膨胀率先增加后减小,TAIC用量为1.5份时,体积膨胀率最大。随吸水树脂用量的增加,体积膨胀率提高,质量损失增大。配方中单独使用白炭黑时,白炭黑用量对硫化胶的体积膨胀率无显著影响,随白炭黑用量的增多,硫化胶的质量损失是降低。当白炭黑与炭黑并用时,随白炭黑比例的增加,硫化胶的体积膨胀率先增大后减小,当白炭黑与炭黑比例为24/24时,体积膨胀率最大。采用正交实验法考查硫化体系、吸水树脂和聚氨酯三个因素的影响,研究发现,吸水树脂对胶料的吸水膨胀率有显著影响,硫化体系的种类和聚氨酯预聚体用量对吸水膨胀率的贡献较小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 遇油膨胀橡胶
• 1.1 遇油膨胀橡胶简介
• 1.2 遇油膨胀橡胶的研究现状
• 1.3 遇油膨胀橡胶应用
• 1.4 高吸油性树脂概述
• 1.5 三元乙丙橡胶
• 2 遇水膨胀橡胶
• 2.1 遇水膨胀橡胶简介
• 2.2 高吸水树脂的吸水机理
• 2.3 吸水膨胀橡胶制备方法
• 2.4 遇水膨胀橡胶研究进展
• 2.5 丁腈橡胶简介
• 3 本课题研究的内容及意义
• 第二章 实验部分
• 1 主要原材料
• 1.1 遇油膨胀橡胶的主要原材料
• 1.2 遇水膨胀橡胶的主要原材料
• 2 实验配方
• 2.1 遇油膨胀橡胶的实验配方
• 2.2 遇水膨胀橡胶的实验配方
• 3 混炼工艺和硫化条件
• 3.1 遇油膨胀橡胶的制备工艺
• 3.2 遇水膨胀橡胶的制备工艺
• 3.3 遇水膨胀聚氨酯预聚体的合成方法
• 4 主要仪器与设备
• 5 性能测试
• 5.1 遇油膨胀性能的测定
• 5.2 遇水膨胀性能的测定
• 5.3 物理性能测试
• 5.4 NMR 法测交联密度
• 第三章 遇油膨胀橡胶的制备及性能研究
• 1 EPDM 的门尼黏度对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 1.1 EPDM 门尼黏度对EPDM4703/EPDMx4010 混炼胶硫化特性的影响
• 1.2 EPDM4703 与EPDM4010 并用对硫化胶吸油性能的影响
• 1.3 EPDM 门尼黏度对EPDM4703/EPDMx4010 硫化胶物理机械性能的影响
• 2 硫黄硫化体系对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 2.1 硫黄的用量对EPDM 混炼胶性能的影响
• 2.2 硫黄的用量对EPDM 硫化胶性能的影响
• 2.3 硫化胶在不同条件下的吸油性能
• 3 过氧化物硫化体系对硫化胶性能的影响
• 3.1 硫化胶的吸油性能
• 3.2 硫化胶的硬度变化
• 4 交联助剂种类和用量对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 4.1 交联助剂TAIC 对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 4.2 交联助剂PL-400（增硬剂）对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 5 石蜡油对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 5.1 石蜡油的用量对EPDM 混炼胶硫化特性的影响
• 5.2 石蜡油用量对EPDM 硫化胶吸油率的影响
• 5.3 石蜡油用量对硫化胶物理机械性能的影响
• 5.4 用核磁共振法（NMR）表征石蜡油用量对交联密度的影响
• 6 炭黑N550 用量对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 6.1 炭黑用量对混炼胶硫化特性的影响
• 6.2 炭黑用量对EPDM 硫化胶性能的影响
• 7 茂金属聚烯烃弹性体（POE）对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 7.1 EPDM/POE 并用胶性能的研究
• 7.2 POE 用量对EPDM 胶料性能的影响
• 8 丁基再生胶对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 8.1 丁基再生胶的用量对EPDM 硫化胶吸油率的影响
• 8.2 再生丁基胶对EPDM 硫化胶力学性能的影响
• 8.3 用核磁共振法测再生丁基胶用量对硫化胶交联密度的影响
• 9 甲基丙烯酸锌（ZDMA）用量对遇油膨胀橡胶性能的影响
• 9.1 甲基丙烯酸锌用量对混炼胶硫化特性的影响
• 9.2 甲基丙烯酸锌用量对硫化胶力学性能的影响
• 9.3 甲基丙烯酸锌用量对硫化胶吸油率的影响
• 9.4 甲基丙烯酸锌用量对硫化胶交联密度和交联点间的相对分子质量Mc 的影响
• 10 遇油膨胀橡胶实用产品图
• 本章小结
• 第四章 遇水膨胀橡胶的制备及性能研究
• 1 过氧化物硫化对遇水膨胀橡胶性能的影响
• 1.1 DCP 硫化对遇水膨胀混炼胶硫化特性的影响
• 1.2 DCP 用量对NBR 遇水膨胀橡胶力学性能的影响
• 1.3 DCP 用量对硫化胶遇水膨胀性能的影响
• 2 交联助剂TAIC 对遇水膨胀橡胶性能的影响
• 2.1 TAIC 用量对NBR 硫化胶力学性能的影响
• 2.2 TAIC 用量对NBR 遇水膨胀性能的影响
• 3 吸水树脂（聚丙烯酸钠）对遇水膨胀橡胶性能的影响
• 3.1 吸水树脂用量对遇水膨胀橡胶物理机械性能的影响
• 3.2 吸水树脂用量对硫化胶吸水性能的影响
• 4 白炭黑和炭黑对遇水膨胀橡胶性能的影响
• 4.1 白炭黑用量对遇水膨胀橡胶性能的影响
• 4.2 白炭黑和炭黑并用对遇水膨胀橡胶性能的影响
• 5 聚氨酯预聚体用量对遇水膨胀橡胶性能的影响
• 5.1 聚氨酯用量对硫化胶物理机械性能的影响
• 5.2 聚氨酯用量对硫化胶吸水性能的影响
• 6. 用正交实验法探究遇水膨胀橡胶的制备方法
• 6.1 影响因素的确定
• 6.2 正交实验表头的设计及正交试验结果
• 6.3 最佳水平的选择
• 6.4 方差分析表
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学位论文目录