天然橡膠(NR)是由巴西三葉橡膠樹通過生物合成的天然高分子化合物,其主要成分是順式-1,4-聚異戊二烯,由于具有優(yōu)異的綜合性能,廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中。天然橡膠的性能與其加工工藝緊密相關(guān),其中凝固是加工過程中重要的環(huán)節(jié)之一。本課題對(duì)比自然凝固和酸凝固,采用真空凝固天然膠乳,探討真空度、膠乳濃度對(duì)天然橡膠理化性能、門尼粘度、分子量及其分布、熱穩(wěn)定性、硫化特性、交聯(lián)密度、物理機(jī)械性能的影響。采用橡膠加工分析儀(RPA)分析不同凝固方法制得的生膠的加工性能,采用核磁共振交聯(lián)密度儀和拉力試驗(yàn)機(jī)分析硫化膠結(jié)構(gòu)與物理機(jī)械性能之間的關(guān)系,結(jié)合動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)測(cè)試分析硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。研究表明:真空凝固時(shí),采用的真空度不同,天然橡膠的性能有一定的差異。隨著真空度的增加,天然橡膠的氮含量呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì),當(dāng)真空度為-0.95MPa時(shí),天然橡膠的氮含量最低。天然生膠的塑性初值(P_0)基本一致,塑性保持率(PRI)則隨著真空度的提高而逐漸增加,最高達(dá)到85%。天然橡膠的分子量均呈雙峰分布,但整體差距不大。隨著真空度增加,膠料的硫化速率VC1、VC2越快。交聯(lián)密度呈降低趨勢(shì),相鄰交聯(lián)點(diǎn)間的相對(duì)分子質(zhì)量則隨著真空度的增加而增加;硫化膠的拉伸強(qiáng)度稍有升高。探討了膠乳凝固濃度對(duì)真空凝固天然橡膠性能的影響,結(jié)果表明:隨著膠乳凝固濃度的增大,生膠的氮含量、灰分含量增加;P_0變化不大,但總體呈下降趨勢(shì);PRI降低,在所研究的膠乳濃度范圍內(nèi),當(dāng)膠乳濃度低于26%時(shí),制得的生膠耐老化性能較好。天然橡膠的分子量隨著膠乳濃度的增加呈下降趨勢(shì)。膠乳的濃度越低,膠料的硫化速率越快。隨著膠乳凝固濃度的增加,交聯(lián)密度先減小后增大,硫化膠的拉伸強(qiáng)度逐漸降低,當(dāng)膠乳濃度為24%時(shí),NR的綜合力學(xué)性能最好,拉伸強(qiáng)度為20.37MPa,拉斷伸長(zhǎng)率為843%、撕裂強(qiáng)度為30.07kN/m。通過真空度和膠乳濃度的探討可知,采用真空度為-0.95MPa、膠乳濃度為24%的凝固工藝,所制得的NR性能較好。探討了真空凝固、乙酸凝固、自然凝固三種凝固方式對(duì)天然橡膠性能的影響。研究表明,對(duì)于理化性能,自然凝固膠樣(NR-n)的氮含量、灰分含量最高,其次是真空凝固膠樣(NR-v),再次是酸凝固膠樣(NR-a),NR-v的塑性保持率最大。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的大小順序是:NR-aNR-nNR-v。采用RPA對(duì)三種不同凝固方式制得的天然橡膠進(jìn)行應(yīng)變掃描、頻率掃描、溫度掃描。綜合分析可得:彈性模量(G')的順序是NR-vNR-nNR-a,損耗因子(tanδ)的大小順序是NR-vNR-nNR-a,因此真空凝固得到的膠樣的加工性能最好,自然凝固膠樣次之,酸凝固膠樣最差。真空凝固天然橡膠的t90比酸凝固和自然凝固都稍短,硫化速率也較快。酸凝固膠樣的交聯(lián)密度最低,真空凝固膠樣的交聯(lián)密度最高。從物理機(jī)械性能來看,NR-v的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率均高于NR-n和NR-a。動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試表明,真空凝固膠樣和自然凝固膠樣的損耗因子(tanδ)比酸凝固膠樣的高;不同凝固方式制得的膠樣儲(chǔ)能模量(E')與溫度的變化趨勢(shì)基本一致,當(dāng)溫度較低時(shí),自然凝固制得的硫化膠的E'最高,真空凝固的NR次之,酸凝固膠樣的E'最低。
【學(xué)位單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ332
【部分圖文】：

１緒論??天然橡膠概述??天然膠乳是一種由巴西三葉橡膠樹通過生物合成的高分子乳液＝圖１－１是剛??從橡膠樹上流出來的新鮮膠乳以及凝固后的產(chǎn)品天然橡膠，它的主要成分是順式??－Ｌ４－聚異戊二烯（Ｓａｓｉｄｈａｒａｎ?ｅｔ?ａｌ，２０１０；?Ｆａｍｈａｍ?ｅｔ?ａｌ，?２００２?）。天然膠乳從橡膠樹??林收集回來，含有少量的泥沙，經(jīng)過篩網(wǎng)過濾凈化去除雜質(zhì)、稀釋至合適的濃度??進(jìn)行凝固、在壓薄機(jī)上壓薄壓縐、經(jīng)過造粒機(jī)將凝固好的大膠塊變成小顆粒橡膠、??最后進(jìn)行干燥制得固體天然橡膠＝固體天然橡膠具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)：彈??性好、密度小、耐寒耐熱性較好、滯后損失小、熱損耗低、氣密性好、絕緣性好、??耐磨性能好、具有優(yōu)良的拉伸性能和抗撕裂性能等。??天然橡膠由于具有非常優(yōu)異的綜合性能，應(yīng)用于生活中的方方面面，因此被??認(rèn)為是四大工業(yè)原料之一。天然橡膠在人類生活中隨處可見，與人類的生產(chǎn)生活??關(guān)系緊密（Ｈｅｒｎｔｆｍｄｅｚ?ｅｔ?ａ丨，２０１５），因此對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)有重要意義和??影響（Ｋａｔｕｅａｎｇｎｇａｎｅｔａｌ：２０１６）。在輪胎行業(yè)，天然橡膠的用途十分廣讓／例如??飛機(jī)、大炮、坦克、汽車等的輪胎

３．１真空度對(duì)真空凝固天然橡膠性能的影響??３．１．１?ＮＲ白勺理化性能及門尼粘度??圖３－］、圖３－２分別為采用不同真空度凝固天然膠乳制得的生膠的氮含量、??灰分含量。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，不同真空度凝固的天然橡膠的氮含量、灰分含量均??符合５＃標(biāo)準(zhǔn)收（ＳＣＲ－５）的丨負(fù)量指標(biāo)。從圖３－］同看出，隨著真空度的增加，天??然橡膠的氮含量２現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，當(dāng)真空度為－０．９５ＭＰａ時(shí)，天然橡膠的??氮含兌最低從圖３－２可看出，天然橡膠中灰分含量隨著真空度的增加先降低后??升高，但整體變化不大。??表３－１是不同凝固條件天然橡膠的塑性初值ＣＡ））、塑性保持率（ＰＲＩ）和門??尼粘度。由表３－１可知，采用不同真空度凝固的天然橡膠的ＰＵ值基本？致，且均??達(dá)到了?５＃標(biāo)準(zhǔn)膠ＬＳＣＲ－５）的要求，八在一定程度上代表了天然橡膠的可塑性．??同時(shí)與天然橡膠的分子量有關(guān)－不同真空度凝固的天然橡膠的ｈ為４Ｇ左右

３．１真空度對(duì)真空凝固天然橡膠性能的影響??３．１．１?ＮＲ白勺理化性能及門尼粘度??圖３－］、圖３－２分別為采用不同真空度凝固天然膠乳制得的生膠的氮含量、??灰分含量。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，不同真空度凝固的天然橡膠的氮含量、灰分含量均??符合５＃標(biāo)準(zhǔn)收（ＳＣＲ－５）的丨負(fù)量指標(biāo)。從圖３－］同看出，隨著真空度的增加，天??然橡膠的氮含量２現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，當(dāng)真空度為－０．９５ＭＰａ時(shí)，天然橡膠的??氮含兌最低從圖３－２可看出，天然橡膠中灰分含量隨著真空度的增加先降低后??升高，但整體變化不大。??表３－１是不同凝固條件天然橡膠的塑性初值ＣＡ））、塑性保持率（ＰＲＩ）和門??尼粘度。由表３－１可知，采用不同真空度凝固的天然橡膠的ＰＵ值基本？致，且均??達(dá)到了?５＃標(biāo)準(zhǔn)膠ＬＳＣＲ－５）的要求，八在一定程度上代表了天然橡膠的可塑性．??同時(shí)與天然橡膠的分子量有關(guān)－不同真空度凝固的天然橡膠的ｈ為４Ｇ左右
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869306