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硅橡胶/三元乙丙橡胶共混的研究

作　者: 李远
导　师: 刘安华；叶日同
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 硅橡胶三元乙丙橡胶共混共硫化
分类号: TQ333.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

硅橡胶和三元乙丙橡胶都具有优异的热老化性能,但硅橡胶力学性能较差,且价格高;三元乙丙橡胶硫化速度慢,自粘和互粘性差,加工性能不好。因此,将二者共混可能弥补各自不足,制得综合性能优于单一胶种的制品。橡胶共混胶的关键是使共混各组分实现均匀分散,形成良好的岛相或互穿结构,并使各胶相内和胶相间达到共硫化,以及增加组分间界面的相容性。本文以硅橡胶(MVQ)与三元乙丙橡胶(EPDM)为共混基质,研究了硫化剂、硫化助剂、相容剂以及相互作用对硫化速度和力学性能的影响及其机理。本文考察了不同用量的过氧化二异丙苯(DCP)和2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(双25)对MVQ和EPDM性能的影响;研究了MVQ/EPDM不同并用比的硫化特性和物理机械性能。为了实现并用胶的共硫化,分别考察了在MVQ、EPDM以及在并用胶中加入双马来酰亚胺(BMI)对其性能的影响。为了增加组分间界面的相容性,研究了在并用胶中加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570),对界面的改良作用。采用正交实验研究了硫化剂DCP、硫化助剂BMI和相容剂KH570用量及相互作用对并用胶的影响,最终确定了体系的优化配方。结果表明采用硫化剂DCP比双25各项物理性能较为优异,采用双25硫化剂时,MVQ的最佳使用范围为1.0~2.0份,EPDM的最佳使用范围为1.25~2.5份;采用DCP硫化时,在MVQ中最佳用量为1.0~2.5份,在EPDM中最佳用量为1.0~2.0份。BMI的加入可以减慢MVQ的硫化速度,并加快EPDM的的硫化速度。并用胶中BMI的加入使MVQ交联反应的最大放热峰向高温推移了2℃左右,使EPDM反应的最大放热峰提前了3℃,并在低温下就有部分MVQ、EPDM开始同步交联。通过两次正交试验优化配方,最终确定体系的最佳配方为:硫化剂DCP为1.5份,硫化助剂为0.5~1.0份,相容剂KH570为0.5~1.0份。最佳优化配方中采用双25硫化时,拉伸强度度和撕裂强度分别比直接并用提高了14.8%和6.0%;采用DCP硫化剂时拉伸强度和撕裂强度分别提高了19.7%和6.8%。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-27
  1.1 前言  10-11
  1.2 影响并用胶性能的主要因素  11-14
    1.2.1 胶种的影响  11
    1.2.2 共混比的影响  11-12
    1.2.3 硫化体系的影响  12
    1.2.4 填充体系的影响  12-13
    1.2.5 相容剂的影响  13
    1.2.6 共混工艺的影响  13-14
  1.3 共硫化剂的种类  14-15
  1.4 硅烷偶联剂的种类  15-16
    1.4.1 乙烯类硅烷偶联剂  15
    1.4.2 氨基类硅烷偶联剂  15-16
    1.4.3 含硫硅烷偶联剂  16
  1.5 乙丙橡胶接枝改性技术  16-19
    1.5.1 溶液接枝法  17
    1.5.2 熔融接枝法  17-18
    1.5.3 辐射接枝法  18
    1.5.4 直接溶胀接枝法  18
    1.5.5 热炼接枝法  18-19
  1.6 硅橡胶并用胶的研究进展  19-22
    1.6.1 与EPDM 的并用  19-20
    1.6.2 与丙烯酸酯橡胶(ACM) 的并用  20
    1.6.3 与氟橡胶的并用  20-21
    1.6.4 与顺丁橡胶／乙丙橡胶的并用  21
    1.6.5 与超高相对分子质量聚乙烯的并用  21
    1.6.6 与聚氨酯（PU）的并用  21-22
  1.7 硅橡胶/三元乙丙橡胶并用的研究进展  22-24
  1.8 共硫化剂的作用机理  24
  1.9 本课题的研究意义、主要内容和创新之处  24-27
    1.9.1 本课题研究意义  24-25
    1.9.2 本课题主要研究内容  25-26
    1.9.3 本课题创新之处  26-27
第二章 MVQ、EPDM 及共混胶的硫化特性和力学性能的研究  27-40
  2.1 引言  27
  2.2 实验部分  27-28
    2.2.1 主要原料  27
    2.2.2 仪器及设备  27-28
    2.2.3 试样制备  28
    2.2.4 物理性能测试  28
  2.3 结果与讨论  28-39
    2.3.1 硫化剂双25 对MVQ 和EPDM 硫化特性和力学性能的影响  28-32
    2.3.2 硫化剂DCP 对MVQ 和EPDM 硫化特性和力学性能的的影响  32-36
    2.3.3 并用比对MVQ/EPDM 并用胶性能的影响  36-39
  2.4 本章小结  39-40
第三章硅橡胶/三元乙丙橡胶共混体系共交联研究  40-52
  3.1 引言  40
  3.2 实验部分  40-42
    3.2.1 主要原料  40-41
    3.2.2 测试与表征  41
    3.2.3 仪器及设备  41
    3.2.4 试样制备  41-42
  3.3 结果与讨论  42-51
    3.3.1 助交联剂BMI 对MVQ 硫化特性和力学性能的影响  42-45
    3.3.2 助交联剂BMI 对EPDM 硫化特性和力学性能的影响  45-47
    3.3.3 助交联剂BMI 与橡胶反应的DSC 研究  47-49
    3.3.4 助交联剂BMI 对MVQ/EPDM 共混胶性能的影响  49-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章硅橡胶/三元乙丙橡胶共混胶配方优化设计  52-66
  4.1 引言  52
  4.2 实验部分  52-54
    4.2.1 主要原料  52-53
    4.2.2 仪器及设备  53
    4.2.3 试样制备  53
    4.2.4 测试与表征  53-54
  4.3 结果与讨论  54-65
    4.3.1 正交实验法考察DCP、BMI、KH570 用量及相互作用  54-59
    4.3.2 二次正交实验法优化配方设计  59-64
    4.3.3 优化配方性能对比  64-65
  4.4 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-72
致谢  72-73
附件  73

硅橡胶/三元乙丙橡胶共混的研究

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