發(fā)布時(shí)間：2021-04-13 15:40

　　本文以順丁橡膠（BR）和氫化丁腈橡膠（HNBR）為主體,考察了不同補(bǔ)強(qiáng)體系和硫化體系的硫化膠的物理機(jī)械性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能在溫度場中的變化規(guī)律,通過對(duì)硫化膠的回彈性、硬度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、應(yīng)力松弛和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的測試,探索了極性和非極性橡膠內(nèi)部分子鏈、化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等微觀結(jié)構(gòu)對(duì)于溫度的不同響應(yīng)情況,為極端環(huán)境下使用的橡膠制品的發(fā)展提供理論依據(jù)與方法指導(dǎo)。研究了溫度對(duì)不同補(bǔ)強(qiáng)體系和不同硫化體系的BR硫化膠的物理機(jī)械性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,隨著溫度升高,不同炭黑用量和不同硫化體系的BR硫化膠的回彈性和硬度均逐漸增大,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率逐漸減小,50%和100%定伸應(yīng)力逐漸增大,應(yīng)力松弛速率逐漸加快,儲(chǔ)能模量逐漸增大。炭黑用量越多,BR硫化膠在高溫下的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和拉伸強(qiáng)度保持率均越高。多硫交聯(lián)鍵含量高的BR硫化膠在高溫下的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率較高,碳碳交聯(lián)鍵含量高的BR硫化膠在高溫下的定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度保持率較高。研究了溫度對(duì)不同炭黑用量和不同硫化體系的HNBR硫化膠的物理機(jī)械性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,隨著溫度升高,不同炭黑用量和不同硫化體系... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

順丁橡膠的結(jié)構(gòu)式Fig.1-1Structureofcis-1,4-polybutadienerubber

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文3在通用合成橡膠中，BR的用量僅次于丁苯橡膠（SBR），與NR和SBR相比，BR硫化膠具有優(yōu)異的彈性、耐寒性和耐磨性，是通用膠種中彈性最好的，動(dòng)負(fù)荷下的滯后損失小，生熱低，耐老化性尚好，易與NR、氯丁橡膠（CR）或丁腈橡膠（NBR）并用。BR常與NR和SBR并用，用于制造汽車輪胎的胎面和胎側(cè)，以提高其耐寒性，還可以用于制造各種膠鞋、膠管、傳送帶和發(fā)泡海綿橡膠等。1.2.3氫化丁腈橡膠氫化丁腈橡膠（HNBR）是通過對(duì)NBR主鏈中所含丁二烯單元的雙鍵進(jìn)行選擇加氫處理而合成的一種高性能特種橡膠。HNBR與NBR相比，除耐熱性和耐候性得以改善外，耐酸堿腐蝕性也獲得了很大改善，還兼具以往耐油橡膠不具有的較高的機(jī)械強(qiáng)度[15]，是一種綜合性能突出的橡膠，應(yīng)用領(lǐng)域比NBR更加寬廣，能夠在高溫、高壓等十分嚴(yán)苛的環(huán)境中連續(xù)使用很長時(shí)間。圖1-2氫化丁腈橡膠的合成示意圖Fig.1-2Synthesisdiagramofhydrogenatednitrilerubber從上述反應(yīng)示意圖來看，NBR分子鏈中大量的不飽和丁二烯雙鍵被選擇氫化，變成了飽和結(jié)構(gòu)，其飽和度可達(dá)90%以上。氫化過程中，NBR分子鏈中的乙烯基加氫速率最快，其次是丁二烯單元中的反-1,4-結(jié)構(gòu)，順-1,4-結(jié)構(gòu)最慢，而腈基不會(huì)被氫化[16]。這樣不僅提高了HNBR的耐高溫性能和耐熱氧老化性能，同時(shí)保留的部分不飽和雙鍵，可以改善HNBR的耐低溫性能和壓縮永久變形性能，剩余的不飽和雙鍵可以使HNBR在硫化時(shí)既可以采用過氧化物硫化體系硫化也可以使用硫磺硫化體系硫化[17]，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。HNBR的氫化度和丙烯腈鏈段含量對(duì)其宏觀性能的影響很大，現(xiàn)階段已經(jīng)商品化的HNBR的氫化度在80%~99%之間，丙烯腈含量在18%~50%之間。朱景芬

溫度對(duì)橡膠力學(xué)性能的影響及機(jī)理研究4[18]等考察了不同氫化度的HNBR的熱氧化穩(wěn)定性、硫化特性和力學(xué)性能的差異，結(jié)果顯示，隨著氫化度的增加，HNBR的熱氧穩(wěn)定性增強(qiáng)，硫化膠的拉伸強(qiáng)度提高。章菊華[19]等研究了HNBR的分子鏈結(jié)構(gòu)與其硫化膠在不同溫度下的物理機(jī)械性能間的關(guān)系，研究結(jié)果顯示，隨著丁二烯不飽和雙鍵含量的減少，HNBR的起始熱分解溫度提高，分子鏈中丙烯腈結(jié)構(gòu)單元含量的提高，會(huì)使HNBR的Tg升高，硫化膠的拉伸強(qiáng)度提高，這可能是由于分子中飽和的丁烯鏈段引起HNBR發(fā)生部分結(jié)晶導(dǎo)致的。1.3填充硫化膠結(jié)構(gòu)簡介1.3.1化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)橡膠的硫化是指通過化學(xué)反應(yīng)，將線性的生膠分子鏈通過交聯(lián)鍵連接成為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硫化膠與生膠相比，在外力作用或溫度升高時(shí)不再發(fā)生粘性流動(dòng)，物理機(jī)械性能得到很大提高，這就使得橡膠得到了寶貴的實(shí)用價(jià)值。1.3.1.1交聯(lián)鍵類型橡膠常見的硫化體系包括硫磺硫化、過氧化物硫化、金屬氧化物硫化、樹脂硫化和輻射硫化等[20]。由硫黃、促進(jìn)劑和活化劑所組成的硫磺硫化體系硫化的NR的結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。圖1-3NR硫磺硫化膠的結(jié)構(gòu)Fig.1-3Schematicstructureofsulfur-curedNR硫磺硫化體系中根據(jù)硫黃與促進(jìn)劑的比例的不同，可以分為普通硫磺硫化體系（Conventionalvulcanization,CV）、有效硫磺硫化體系（Efficientvulcanization,EV）和半有效硫磺硫化體系（Semi-efficientvulcanization,SEV）三種。采用CV

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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