三元乙丙橡膠（EPDM）因其具有優(yōu)異的耐熱性、耐磨性、耐老化性和耐化學(xué)品。廣泛地應(yīng)用于汽車、航天、建筑等多個領(lǐng)域。本課題主要對EPDM的制備工藝及性能進(jìn)行研究。首先考察了不同填料種類及份數(shù)對EPDM硫化工藝、力學(xué)性能、動態(tài)力學(xué)性能的影響。得出硫磺填充量為0.5份、炭黑填充量為35份、白炭黑填充量為10份及炭黑粒徑為N330時,EPDM的綜合性能最佳。對EPDM混煉膠進(jìn)行動態(tài)應(yīng)變掃描,分析了填料網(wǎng)絡(luò)、硫化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對EPDM性能的影響,同時對EPDM粘彈特性進(jìn)行了考察。并對EPDM拉伸斷口掃描電子顯微鏡形貌進(jìn)行分析。以EPDM壓縮永久變形的熱氧老化性能進(jìn)行推導(dǎo),在23°C時EPDM的使用壽命為1082754.50657h,即123.6年。其次,對炭黑增強(qiáng)EPDM硫化膠的Mullins效應(yīng)進(jìn)行研究。在單軸循環(huán)拉伸過程中,系列炭黑含量增強(qiáng)EPDM硫化膠體系均存在不同程度的Mullins效應(yīng)。即同一拉伸應(yīng)變下,最大拉伸應(yīng)力、內(nèi)耗、損耗因子（Tanδ）均在第一次循環(huán)拉伸時達(dá)到最大,第二次循環(huán)拉伸時顯著下降,之后緩慢下降;隨著拉伸次數(shù)增加,瞬時殘余形變增大;隨著拉伸應(yīng)變的增加,最大拉伸應(yīng)力、內(nèi)耗顯著... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴型試樣尺寸圖示（mm）

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文16從表3.1中可以看出，隨著硫磺用量增大，膠料的焦燒時間（TC10）先上升后下降，工藝正硫化時間（TC90）則一直增大。TC10時間越短加工安全性差，TC10時間過長則會降低生產(chǎn)效率。通常，膠料硫化交聯(lián)程度的大小用最大扭矩（MH）與最小扭矩（ML）的差值（MH—ML）來表征，差值越大，交聯(lián)程度大。MH主要是受填料和硫化體系的影響。硫磺含量高，MH—ML越大，交聯(lián)程度就越大。硫磺用量為1phr時，交聯(lián)程度最大。3.2.2力學(xué)性能分析圖3.1為不同硫磺含量對EPDM系列硫化橡膠拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的影響。隨著硫磺用量的增大，拉伸強(qiáng)度先上升后下降，拉斷伸長率逐漸下降。硫磺含量增大，交聯(lián)密度就會逐漸增加，形成致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，拉伸強(qiáng)度就會增加。但是硫磺含量過多時，硫化速度變慢，多硫交聯(lián)鍵增加，拉伸強(qiáng)度就會下降。硫磺用量為0.5phr時，EPDM硫化橡膠拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大。圖3.1硫磺含量對EPDM硫化膠拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的影響Fig.3.1EffectofsulfurcontentontensilestrengthandelongationatbreakofEPDMvulcanizates圖3.2系列硫磺增強(qiáng)EPDM硫化膠的撕裂強(qiáng)度和硬度的曲線。從圖3.2中可以得出，隨著硫磺含量的增大，撕裂強(qiáng)度逐漸上升，硫化橡膠的硬度略有增大。這是由于硫磺含量多，交聯(lián)程度增大，構(gòu)成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)起到了增強(qiáng)的效果。交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以很好地阻止外力的破壞，從而有效地保護(hù)EPDM硫化膠基體。由于交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)隨著硫磺用量的增大而增多，EPDM硫化膠的硬度也隨之增大。硫磺用量為1phr時，EPDM硫化膠的撕裂強(qiáng)度和硬度達(dá)到最大。

第3章不同填料對EPDM性能的影響17圖3.2硫磺含量對EPDM硫化膠撕裂強(qiáng)度和邵爾硬度的影響Fig.3.2EffectofsulfurcontentontearingstrengthandShorehardnessofEPDMvulcanizates圖3.3為不同硫磺份數(shù)EPDM硫化橡膠熱空氣老化前后的拉伸強(qiáng)度的變化，試片經(jīng)過熱空氣老化100°C×96h后進(jìn)行拉伸測試，對比未老化之前的拉伸強(qiáng)度，老化后的EPDM硫化膠，拉伸強(qiáng)度下降很快。經(jīng)過幾天的熱空氣老化，橡膠分子鏈在空氣的作用下發(fā)生變化，最終會導(dǎo)致橡膠材料的失效。圖3.3硫磺含量對EPDM硫化膠老化前后拉伸強(qiáng)度的影響Fig.3.3EffectofsulfurcontentontensilestrengthofEPDMvulcanizatesbeforeandafteraging圖3.4為不同硫磺份數(shù)EPDM硫化膠熱空氣老化前后的拉斷伸長率數(shù)據(jù)，試片經(jīng)過熱空氣老化100°C×96h后進(jìn)行拉伸測試，對比未老化之前的拉斷伸長率，隨著硫磺含量的增加，老化后EPDM硫化膠的拉斷伸長率下降很明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]炭黑N330用量對乙丙橡膠電纜料性能的影響[J]. 張清陽,鮑艷鵬,劉繼柱,潘茂龍,吳來利.  電線電纜. 2020(01)
[2]炭黑增強(qiáng)氯丁橡膠硫化膠壓縮Mullins效應(yīng)的強(qiáng)化[J]. 劉菲菲,廖珂銳,王兆波.  合成橡膠工業(yè). 2020(01)
[3]應(yīng)用橡膠加工分析儀研究膠料中炭黑聚集情況[J]. 王寶金,周宏斌,王磊.  輪胎工業(yè). 2020(01)
[4]CB補(bǔ)強(qiáng)NBR靜態(tài)硫化膠的強(qiáng)化Mullins效應(yīng)研究[J]. 廖珂銳,劉菲菲,王兆波.  特種橡膠制品. 2019(06)
[5]熱空氣老化對丁腈橡膠交聯(lián)密度的影響[J]. 柳榮,王爽,尹文華,熊國鴻,季啟政.  化工新型材料. 2019(07)
[6]炭黑用量對丙烯酸酯橡膠/AO-80雜化阻尼材料性能的影響[J]. 姜寬,章婉琪,溫彥威,徐趙東,賈紅兵.  合成橡膠工業(yè). 2019(01)
[7]硫磺用量對環(huán)氧化天然橡膠耐熱空氣老化性能的影響[J]. 楊昌金,廖祿生,彭政,王兵兵,林宏圖,許逵,鐘杰平.  合成材料老化與應(yīng)用. 2018(05)
[8]LDPE/EPDM TPV的壓縮Mullins效應(yīng)及其可逆回復(fù)[J]. 劉情情,張琳,王兆波.  特種橡膠制品. 2018(05)
[9]三元乙丙橡膠環(huán)保阻燃密封件膠料的研究[J]. 呂慶,邱鼎峰,肖建斌.  橡膠工業(yè). 2018(06)
[10]三元乙丙止水帶膠料關(guān)于壓縮變形性能的研究[J]. 尹婷.  橡塑技術(shù)與裝備. 2018(11)

博士論文
[1]炭黑填充橡膠黏超彈性力學(xué)行為的宏細(xì)觀研究[D]. 胡小玲.湘潭大學(xué) 2013
[2]船用低壓電纜剩余壽命預(yù)測理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 魏一.大連海事大學(xué) 2012

碩士論文
[1]炭黑與CZ對三元乙丙橡膠力學(xué)及干摩擦性能的影響[D]. 田元.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
[2]耐高溫EPDM配合體系及動態(tài)流變性能研究[D]. 趙偉萍.青島科技大學(xué) 2018
[3]功能型PE/EPDM TPV及HIPS/WGRT TPE的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 劉情情.青島科技大學(xué) 2018
[4]改性炭黑/白炭黑補(bǔ)強(qiáng)國產(chǎn)溶聚丁苯橡膠的性能研究[D]. 邵光譜.青島科技大學(xué) 2018
[5]天然橡膠疲勞失效機(jī)理研究[D]. 俞進(jìn)濤.南昌航空大學(xué) 2016
[6]功能型EVA/SBR TPV及EVA/EVM TPV的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 王燦燦.青島科技大學(xué) 2016
[7]基于NBR的TPV及基于WNBRP的TPE的結(jié)構(gòu)及性能[D]. 魏東亞.青島科技大學(xué) 2015
[8]耐高溫耐老化輸送帶橡膠材料的制備與性能研究[D]. 洪江.北京化工大學(xué) 2012
[9]三元乙丙橡膠力學(xué)及壓縮永久變形性能研究[D]. 卓靖.上海大學(xué) 2011



本文編號：3101176