天然橡膠雙硫化體系以及白炭黑/PDMS復合材料的研究
發(fā)布時間:2022-04-25 17:47
天然橡膠(NR)以其優(yōu)異的性能廣泛應用于諸多領域。在橡膠硫化體系中,硫黃硫化體系以形成單硫鍵、雙硫鍵以及多硫鍵,硫化膠耐疲勞性能和撕裂性能好。相反,過氧化物硫化體系以形成碳碳鍵而使硫化膠耐熱性能好和低壓縮永久變形。因此,結(jié)合兩者的雙硫化體系開始受到關注。此外,傳統(tǒng)上,填料引入到復合材料中的方法是機械共混法,導致填料分散差,使材料性能不佳,F(xiàn)在,通過化學反應處理填料,優(yōu)化填料分散,改善填料與基體的網(wǎng)絡相互作用,使填料不僅起到增強作用,還起到交聯(lián)作用而提高復合材料的性能。這種方法很有研究價值。本文研究包括兩個部分:第一部分,天然橡膠雙硫化體系的研究;第二部分,白炭黑/PDMS復合材料的制備與性能研究。第一部分,研究了硫黃/]HVA-2并用,硫黃/HVA-2/DCP并用,硫黃/不同過氧化物并用以及硫黃/3M并用體系對NR性能的影響和正交實驗方法分析了不同助硫化劑對NR性能的影響程度。硫黃/HVA-2并用結(jié)果表明:硫化膠熱氧老化系數(shù)和伸張疲勞系數(shù)隨HVA-2含量增加先上升后下降;當HVA-2含量為1.0份時,NR的綜合性能最好。硫黃/]HVA-2/DCP并用實驗結(jié)果表明:并用體系NR的力學性能...
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
1.1 課題來源
1.2 研究背景及意義
1.3 天然橡膠的簡介
1.3.1 天然橡膠的結(jié)構
1.3.2 天然橡膠的性能
1.4 硫黃硫化體系
1.4.1 硫黃硫化體系的分類
1.4.2 硫黃硫化機理
1.5 過氧化物硫化體系
1.5.1 過氧化物的種類
1.5.2 助交聯(lián)劑的種類
1.5.3 過氧化物硫化機理
1.6 硫化膠的結(jié)構與性能的關系
1.6.1 交聯(lián)密度與性能的關系
1.6.2 交聯(lián)鍵類型與性能的關系
1.7 雙硫化體系
1.8 白炭黑復合材料
1.8.1 白炭黑的性質(zhì)
1.8.2 白炭黑的表面改性
1.9 橡膠復合材料的應用
1.9.1 輪胎工業(yè)
1.9.2 其他應用
1.10 課題研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器設備
2.3 實驗方案
2.4 實驗流程
2.4.1 天然橡膠雙硫化體系研究實驗流程
2.4.2 白炭黑/PDMS復合材料研究流程
2.5 實驗工藝
2.5.1 天然橡膠雙硫化體系研究混煉工藝
2.5.2 天然橡膠雙硫化體系研究硫化工藝
2.6 性能測試
2.6.1 門尼粘度
2.6.2 硫化特性
2.6.3 力學性能
2.6.4 交聯(lián)密度
2.6.5 動態(tài)力學性能(RPA)
2.6.6 熱氧老化性能
2.6.7 動態(tài)壓縮生熱性能
2.6.8 伸張疲勞性能
2.6.9 熱失重性能(TGA)
2.6.10 動態(tài)力學性能(DMA)
2.6.11 傅里葉變換紅外測試(FT-IR)
2.6.12 液相色譜儀測試(GPC)
2.6.13 掃描電鏡測試(SEM)
2.6.14 透射電鏡測試(TEM)
2.6.15 原子力顯微鏡測試(AFM)
第三章 天然橡膠的雙硫化體系研究
3.1 硫黃/HVA-2并用硫化體系研究
3.1.1 HVA-2用量對NR膠料性能的影響
3.1.2 HVA-2用量對NR硫化膠動態(tài)性能的影響
3.1.3 HVA-2用量對硫化膠力學性能的影響
3.1.4 HVA-2含量對NR伸張疲勞性能的影響
3.1.5 HVA-2含量對NR交聯(lián)密度的影響
3.2 硫黃/HVA-2/DCP并用硫化體系研究
3.2.1 不同硫化體系的NR膠料硫化性能
3.2.2 不同硫化體系對NR動態(tài)性能的影響
3.2.3 不同硫化體系對NR力學性能的影響
3.2.4 不同硫化體系對NR伸張疲勞性能的影響
3.2.5 不同硫化體系NR的交聯(lián)密度
3.3 硫黃/不同過氧化物并用硫化體系研究
3.3.1 不同過氧化物對NR膠料性能的影響
3.3.2 不同過氧化物體系對NR動態(tài)性能的影響
3.3.3 不同過氧化物對NR力學性能的影響
3.3.4 不同過氧化物對NR伸張疲勞性能的影響
3.3.5 不同過氧化物對NR動態(tài)壓縮生熱性能的影響
3.3.6 不同過氧化物對NR硫化膠熱重性能的影響
3.4 硫黃/3M并用硫化體系研究
3.4.1 硫黃/3M對NR膠料性能的影響
3.4.2 不同硫化體系對NR動態(tài)性能的影響
3.4.3 不同硫化體系對NR力學性能的影響
3.4.4 不同硫化體系對NR伸張疲勞性能的影響
3.4.5 不同硫化體系對NR動態(tài)壓縮生熱性能的影響
3.4.6 不同硫化體系對NR動態(tài)熱機械性能的影響
3.4.7 不同硫化體系NR的交聯(lián)密度
3.5 天然橡膠硫化體系的優(yōu)化研究
3.5.1 不同硫化體系對NR膠料性能的影響
3.5.2 不同硫化體系對NR動態(tài)性能的影響
3.5.3 不同硫化體系對NR力學性能的影響
3.5.4 不同硫化體系對NR伸張疲勞性能的影響
3.5.5 不同硫化體系NR的交聯(lián)密度
3.5.6 不同硫化體系對NR動態(tài)熱機械性能的影響
3.6 正交設計法研究不同助交聯(lián)劑對天然橡膠性能的影響
3.6.1 不同試驗方案的NR的硫化特性
3.6.2 不同試驗方案對NR動態(tài)力學性能的影響
3.6.3 不同試驗方案對NR硫化膠力學性能的影響
3.6.4 不同試驗方案對NR伸張疲勞性能的影響
3.6.5 不同試驗方案的正交分析
3.7 小結(jié)
第四章 白炭黑/PDMS復合材料的制備與性能研究
4.1 白炭黑/PDMS復合材料的制備
4.2 白炭黑/PDMS復合材料的IR測試
4.3 白炭黑/PDMS復合材料的GPC測試
4.4 白炭黑/PDMS復合材料的TGA測試
4.5 白炭黑/PDMS復合材料的交聯(lián)密度測試
4.6 白炭黑/PDMS復合材料的動態(tài)力學性能
4.6.1 溫度掃描分析
4.6.2 應變掃描分析
4.7 白炭黑/PDMS復合材料的形貌分析
4.7.1 掃描電鏡分析
4.7.2 透射電鏡分析
4.7.3 原子力顯微鏡分析
4.8 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米二氧化硅改性聚合物研究進展[J]. 韓宏偉,蓋東杰,朱丙清,顧堯. 現(xiàn)代塑料加工應用. 2015(06)
[2]過氧化物與硫黃共硫化氫化丁腈橡膠的性能研究[J]. 王滕滕,俞旭明,馬鋒,劉小龍,別龍嬌. 橡膠工業(yè). 2015(04)
[3]聚烯烴共價鍵接枝納米材料及其聚烯烴納米復合材料[J]. 張勇杰,李化毅,董金勇,胡友良. 化學進展. 2015(01)
[4]Insight into Vulcanization Mechanism of Novel Binary Accelerators for Natural Rubber[J]. Shu-yan Yang,賈志欣,Lan Liu,Wei-wen Fu,De-min Ji,Yuan-fang Luo. Chinese Journal of Polymer Science. 2014(08)
[5]N,N′-間苯基雙馬來酰亞胺對四丙氟橡膠熱穩(wěn)定性的影響[J]. 梁金招,盧江榮,郭勇全,王玉峰,韓飛雪. 橡膠科技. 2014(06)
[6]熱重分析法研究橡膠耐熱性能[J]. 李中選,彭瑩,王忠,付蕾. 橡膠工業(yè). 2014(05)
[7]改善NR耐老化耐屈撓特性的研究概況[J]. 馮芝娟,勞俊杰,張艷芬,肖建斌. 橡塑技術與裝備. 2014(08)
[8]橡膠配方硫化體系的優(yōu)化設計(一)[J]. 于清溪. 世界橡膠工業(yè). 2013(08)
[9]二氧化硅粒子的表面化學修飾——方法、原理及應用[J]. 陳凱玲,趙蘊慧,袁曉燕. 化學進展. 2013(01)
[10]PDM在天然橡膠中作硫化劑應用的性能研究[J]. 曾凡偉,張小遠,曹江勇,孫冬冬. 橡塑技術與裝備. 2012(11)
碩士論文
[1]室溫硫化硅橡膠膠粘劑的制備與表征[D]. 何志輝.天津大學 2009
[2]納米SiO2的表面改性及其分散性研究[D]. 張穎.太原理工大學 2006
[3]天然橡膠硫化膠的熱氧老化研究[D]. 肖琰.西北工業(yè)大學 2006
本文編號:3648056
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
1.1 課題來源
1.2 研究背景及意義
1.3 天然橡膠的簡介
1.3.1 天然橡膠的結(jié)構
1.3.2 天然橡膠的性能
1.4 硫黃硫化體系
1.4.1 硫黃硫化體系的分類
1.4.2 硫黃硫化機理
1.5 過氧化物硫化體系
1.5.1 過氧化物的種類
1.5.2 助交聯(lián)劑的種類
1.5.3 過氧化物硫化機理
1.6 硫化膠的結(jié)構與性能的關系
1.6.1 交聯(lián)密度與性能的關系
1.6.2 交聯(lián)鍵類型與性能的關系
1.7 雙硫化體系
1.8 白炭黑復合材料
1.8.1 白炭黑的性質(zhì)
1.8.2 白炭黑的表面改性
1.9 橡膠復合材料的應用
1.9.1 輪胎工業(yè)
1.9.2 其他應用
1.10 課題研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器設備
2.3 實驗方案
2.4 實驗流程
2.4.1 天然橡膠雙硫化體系研究實驗流程
2.4.2 白炭黑/PDMS復合材料研究流程
2.5 實驗工藝
2.5.1 天然橡膠雙硫化體系研究混煉工藝
2.5.2 天然橡膠雙硫化體系研究硫化工藝
2.6 性能測試
2.6.1 門尼粘度
2.6.2 硫化特性
2.6.3 力學性能
2.6.4 交聯(lián)密度
2.6.5 動態(tài)力學性能(RPA)
2.6.6 熱氧老化性能
2.6.7 動態(tài)壓縮生熱性能
2.6.8 伸張疲勞性能
2.6.9 熱失重性能(TGA)
2.6.10 動態(tài)力學性能(DMA)
2.6.11 傅里葉變換紅外測試(FT-IR)
2.6.12 液相色譜儀測試(GPC)
2.6.13 掃描電鏡測試(SEM)
2.6.14 透射電鏡測試(TEM)
2.6.15 原子力顯微鏡測試(AFM)
第三章 天然橡膠的雙硫化體系研究
3.1 硫黃/HVA-2并用硫化體系研究
3.1.1 HVA-2用量對NR膠料性能的影響
3.1.2 HVA-2用量對NR硫化膠動態(tài)性能的影響
3.1.3 HVA-2用量對硫化膠力學性能的影響
3.1.4 HVA-2含量對NR伸張疲勞性能的影響
3.1.5 HVA-2含量對NR交聯(lián)密度的影響
3.2 硫黃/HVA-2/DCP并用硫化體系研究
3.2.1 不同硫化體系的NR膠料硫化性能
3.2.2 不同硫化體系對NR動態(tài)性能的影響
3.2.3 不同硫化體系對NR力學性能的影響
3.2.4 不同硫化體系對NR伸張疲勞性能的影響
3.2.5 不同硫化體系NR的交聯(lián)密度
3.3 硫黃/不同過氧化物并用硫化體系研究
3.3.1 不同過氧化物對NR膠料性能的影響
3.3.2 不同過氧化物體系對NR動態(tài)性能的影響
3.3.3 不同過氧化物對NR力學性能的影響
3.3.4 不同過氧化物對NR伸張疲勞性能的影響
3.3.5 不同過氧化物對NR動態(tài)壓縮生熱性能的影響
3.3.6 不同過氧化物對NR硫化膠熱重性能的影響
3.4 硫黃/3M并用硫化體系研究
3.4.1 硫黃/3M對NR膠料性能的影響
3.4.2 不同硫化體系對NR動態(tài)性能的影響
3.4.3 不同硫化體系對NR力學性能的影響
3.4.4 不同硫化體系對NR伸張疲勞性能的影響
3.4.5 不同硫化體系對NR動態(tài)壓縮生熱性能的影響
3.4.6 不同硫化體系對NR動態(tài)熱機械性能的影響
3.4.7 不同硫化體系NR的交聯(lián)密度
3.5 天然橡膠硫化體系的優(yōu)化研究
3.5.1 不同硫化體系對NR膠料性能的影響
3.5.2 不同硫化體系對NR動態(tài)性能的影響
3.5.3 不同硫化體系對NR力學性能的影響
3.5.4 不同硫化體系對NR伸張疲勞性能的影響
3.5.5 不同硫化體系NR的交聯(lián)密度
3.5.6 不同硫化體系對NR動態(tài)熱機械性能的影響
3.6 正交設計法研究不同助交聯(lián)劑對天然橡膠性能的影響
3.6.1 不同試驗方案的NR的硫化特性
3.6.2 不同試驗方案對NR動態(tài)力學性能的影響
3.6.3 不同試驗方案對NR硫化膠力學性能的影響
3.6.4 不同試驗方案對NR伸張疲勞性能的影響
3.6.5 不同試驗方案的正交分析
3.7 小結(jié)
第四章 白炭黑/PDMS復合材料的制備與性能研究
4.1 白炭黑/PDMS復合材料的制備
4.2 白炭黑/PDMS復合材料的IR測試
4.3 白炭黑/PDMS復合材料的GPC測試
4.4 白炭黑/PDMS復合材料的TGA測試
4.5 白炭黑/PDMS復合材料的交聯(lián)密度測試
4.6 白炭黑/PDMS復合材料的動態(tài)力學性能
4.6.1 溫度掃描分析
4.6.2 應變掃描分析
4.7 白炭黑/PDMS復合材料的形貌分析
4.7.1 掃描電鏡分析
4.7.2 透射電鏡分析
4.7.3 原子力顯微鏡分析
4.8 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米二氧化硅改性聚合物研究進展[J]. 韓宏偉,蓋東杰,朱丙清,顧堯. 現(xiàn)代塑料加工應用. 2015(06)
[2]過氧化物與硫黃共硫化氫化丁腈橡膠的性能研究[J]. 王滕滕,俞旭明,馬鋒,劉小龍,別龍嬌. 橡膠工業(yè). 2015(04)
[3]聚烯烴共價鍵接枝納米材料及其聚烯烴納米復合材料[J]. 張勇杰,李化毅,董金勇,胡友良. 化學進展. 2015(01)
[4]Insight into Vulcanization Mechanism of Novel Binary Accelerators for Natural Rubber[J]. Shu-yan Yang,賈志欣,Lan Liu,Wei-wen Fu,De-min Ji,Yuan-fang Luo. Chinese Journal of Polymer Science. 2014(08)
[5]N,N′-間苯基雙馬來酰亞胺對四丙氟橡膠熱穩(wěn)定性的影響[J]. 梁金招,盧江榮,郭勇全,王玉峰,韓飛雪. 橡膠科技. 2014(06)
[6]熱重分析法研究橡膠耐熱性能[J]. 李中選,彭瑩,王忠,付蕾. 橡膠工業(yè). 2014(05)
[7]改善NR耐老化耐屈撓特性的研究概況[J]. 馮芝娟,勞俊杰,張艷芬,肖建斌. 橡塑技術與裝備. 2014(08)
[8]橡膠配方硫化體系的優(yōu)化設計(一)[J]. 于清溪. 世界橡膠工業(yè). 2013(08)
[9]二氧化硅粒子的表面化學修飾——方法、原理及應用[J]. 陳凱玲,趙蘊慧,袁曉燕. 化學進展. 2013(01)
[10]PDM在天然橡膠中作硫化劑應用的性能研究[J]. 曾凡偉,張小遠,曹江勇,孫冬冬. 橡塑技術與裝備. 2012(11)
碩士論文
[1]室溫硫化硅橡膠膠粘劑的制備與表征[D]. 何志輝.天津大學 2009
[2]納米SiO2的表面改性及其分散性研究[D]. 張穎.太原理工大學 2006
[3]天然橡膠硫化膠的熱氧老化研究[D]. 肖琰.西北工業(yè)大學 2006
本文編號:3648056
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