發(fā)布時間：2021-07-20 10:08

　　隨著潛油螺桿泵采油技術在我國日新月異的發(fā)展,其定子橡膠的使用壽命也在一定程度上影響著螺桿泵采油系統(tǒng)的使用效率。氫化丁腈橡膠（HNBR）由于具有優(yōu)異的耐油性、耐介質腐蝕性,因此在航空航天、汽車工業(yè)領域均有廣泛的應用;但對氫化丁腈橡膠的結構性質研究與影響其力學性能的主要因素鮮有探討。本文通過分子模擬技術,研究了在增塑劑作用下氫化丁腈橡膠的物理性質與力學性質變化;在老化末期,進入分子鏈中的氧氣含量增加的情況下,對氧氣在氫化丁腈橡膠體系擴散的作用機理進行討論分析;最后研究了聚合度不同的氫化丁腈橡膠分子鏈對拉伸行為的影響,主要結論如下:首先使用鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）增塑劑對氫化丁腈橡膠進行改性。首先分別對其進行溶度參數與徑向分布函數分子模擬來計算二者相溶性。后對不同組分的氫化丁腈橡膠與DBP共混體系進行建模,發(fā)現DBP增塑劑的添加對降低氫化丁腈橡膠的玻璃化溫度有顯著效果,增大了氫化丁腈橡膠的適用溫度范圍。由于被氫化后的丁腈橡膠脆性較強,對共混體系進行力學常數計算發(fā)現當添加DBP增塑劑含量為10%時氫化丁腈橡膠分子鏈柔性最好,其彈性模量可降低20%左右,說明適量添加DBP在一定程度上可提高氫化... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

丁腈橡膠加氫反應方程式Figure1.1Nitrilerubberhydrogenationreactionequation

式鑫?1.1%[18]。為了模擬海底采油中氫化丁腈橡膠產品遇到的特殊工作情況如高溫、高壓和化學介質的老化環(huán)境，Ben[19]研發(fā)出了如圖2-3所示的橡膠加速老化裝置。氫化丁腈橡膠的工作溫度是從-30℃-150℃，故此裝置研究了HNBR在130℃~160℃范圍內，長達十二周的加速老化行為。發(fā)現HNBR的拉伸模量隨著老化時間與實驗溫度的增加而提高。另外將經過實驗老化后的氫化丁腈橡膠從老化裝置中取出，經過研究發(fā)現老化程度越大的氫化丁腈橡膠在空氣中"干"得越慢，即硫化膠老化程度越大溶脹吸收的溶液也越多，溶液在空氣中揮發(fā)時間也越長。圖1.2橡膠加速老化裝置示意圖Figure1.2Schematicdiagramoftheacceleratedrubberagingdevice

密封件的工作環(huán)境嚴峻，不僅接觸高溫高壓的石油，還有在油井下的腐蝕性介質，例如油田中經常出現的小分子酸、胺類化合物、甲烷、臭氧等物質。鑒于密封件惡劣的工作環(huán)境，所以需要對密封件的材料進行謹慎選擇，密封件須具備較強的性能。有些油田率先采用氫化丁腈橡膠作為其密封件主要材料，并針對油井實際情況對其進行適當改性，顯著提高了采油系統(tǒng)密封件的使用壽命，降低潛油系統(tǒng)的停機次數，大大提高工作效率[21]。另外，氫化丁腈橡膠在泥漿泵用活塞密封、鉆頭密封件與鉆井保護箱等相似工業(yè)應用范圍均有廣闊的發(fā)展前景。圖1.3橡膠封隔器Figure1.3Rubberpacker（3）機械工程領域:在機械領域中，不僅要求密封件具備自身優(yōu)異的耐油耐高溫與耐介質腐蝕特性，由于機械領域多數情況下需要密封件應用在旋轉體系中，故更需要密封件具有優(yōu)異的耐磨損性能與耐永久變形性，這對橡膠研制的工藝與技術改進又提出了新的要求。與NBR相比，HNBR更不易龜裂、永久形變量孝耐寒性更優(yōu)等特點，因此可作為機械密封領域良好的動密封靜密封材料[22]。（4）其他領域:除了優(yōu)異的耐油性、耐溫變性，氫化丁腈橡膠優(yōu)秀的耐輻射性也使得其在大型核電站作為密封件，在一些溫差較大地區(qū)的發(fā)電站也常被用于電纜保護套。然而橡膠制品在加工與使用的過程中會因為溫度與化學介質等其他因素的作用，會逐漸出現粘連、脫膠、龜裂甚至斷裂等現象，因此應用于潛油螺桿泵的定子橡膠須具備良好的耐油、耐高溫、耐低溫與耐臭氧老化性能[23-24]。

【參考文獻】：
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