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氟橡胶/丙烯酸酯橡胶并用胶的制备、结构与性能

作　者: 陈娟娟
导　师: 刘岚
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料学
关键词: 氟橡胶 支化多酚羟基丙烯酸酯橡胶 并用改性 双酚AF/BPP硫化体系 共硫化
分类号: TQ330.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


氟橡胶(FPM)是主链或侧链的碳原子上连接有氟原子的一种合成高分子弹性体,它具有很多其它橡胶不可比拟的优异性能,如耐高温、耐油、耐候性及耐化学药品性能等;主要用于制作耐高温、耐油、耐介质的胶管、胶布、隔膜、密封件等;在航空、石油、化工、汽车等领域有着广泛的应用前景。但是,氟橡胶的自身结构特点也给它带来了一定的性能上的缺陷,如加工性能、耐低温性能差等。因此,对氟橡胶进行改性研究,改善其加工性能和低温性能,并降低成本,已成为氟橡胶在国民经济及社会发展应用中迫切需要解决的关键性问题。本论文采用橡胶并用的方法对氟橡胶进行改性研究。考虑到丙烯酸酯橡胶具有优良的耐热、耐油、耐寒、耐臭氧等性能,且加工性能较好,价格较低等特点,选用丙烯酸酯橡胶(ACM)与氟橡胶进行并用,制备了不同共混比例的FPM/ACM并用胶。结果表明,在双酚AF/BPP硫化体系下,FPM与ACM并用可实现共硫化, FPM/ACM并用胶不仅具有良好的力学性能,还表现出较好的耐热氧、紫外老化性能、优异的压缩永久变形性能和热稳定性。为了加强ACM与氟橡胶两相间的相互作用,本论文分别采用溶液法和密炼法,通过接枝和缩合反应,将可参与氟橡胶硫化的酚羟基接枝到丙烯酸酯橡胶(ACM)分子链上,制备了支化多酚羟基丙烯酸酯橡胶(PHACM),并利用红外光谱和核磁共振对其结构进行了表征。通过对FPM与PHACM并用研究发现,在不外加硫化剂条件下,利用PHACM分子链上的酚羟基,能较好地实现FPM与PHACM的共硫化。FPM/PHACM反应型并用胶具有较好的力学性能,其拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率均高于纯FPM,改善了FPM的弹性;此外,FPM/PHACM反应型并用胶还表现出较好的抗压缩永久变形、耐老化性能、耐油性能和热稳定性;在低温性能上,采用溶液法和密炼法制备的PHACM分别与FPM并用后,反应型并用胶(100/40)的Tg比纯FPM分别下降了5.16℃和7℃,低温性能得到了改善;微观结构分析发现,FPM和PHACM两相界面作用明显加强,表现出更好地相容性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-25
  1.1 氟橡胶概述  10
  1.2 氟橡胶的结构与性能  10-12
  1.3 氟橡胶的硫化体系  12-14
  1.4 氟橡胶的国内外发展概况  14-17
    1.4.1 国外发展状况  14-16
    1.4.2 国内发展状况  16-17
  1.5 氟橡胶的改性研究  17-22
    1.5.1 化学改性  17-18
    1.5.2 并用改性  18-21
    1.5.3 橡胶并用的理论依据  21-22
  1.6 丙烯酸酯橡胶概述  22-23
  1.7 本论文研究的目的意义、主要内容及创新之处  23-25
    1.7.1 本论文研究的目的意义  23-24
    1.7.2 本论文的主要研究内容  24
    1.7.3 本论文的创新之处  24-25
第二章 氟橡胶/丙烯酸酯橡胶并用胶的研究  25-44
  2.1 引言  25-26
  2.2 实验部分  26-29
    2.2.1 主要设备及仪器  26
    2.2.2 主要原料  26-27
    2.2.3 氟橡胶/丙烯酸酯橡胶并用胶的制备  27
    2.2.4 测试与表征  27-29
  2.3 结果与讨论  29-43
    2.3.1 FPM/ACM并用胶的硫化特性  29-31
    2.3.2 FPM/ACM并用胶的红外表征  31-32
    2.3.3 FPM/ACM并用胶的力学性能  32-34
    2.3.4 FPM/ACM并用胶的老化性能  34-38
    2.3.5 FPM/ACM并用胶的表观交联密度  38-40
    2.3.6 FPM/ACM并用胶的耐热性能  40-41
    2.3.7 FPM/ACM并用胶的低温性能  41-42
    2.3.8 FPM/ACM并用胶的微观结构  42-43
  2.4 本章小结  43-44
第三章 溶液法制备支化多酚羟基丙烯酸酯橡胶及其在氟橡胶中的应用研究  44-60
  3.1 引言  44
  3.2 实验部分  44-48
    3.2.1 主要原料  44-45
    3.2.2 主要设备及仪器  45
    3.2.3 PHACM和FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的制备  45-46
    3.2.4 测试与表征  46-48
  3.3 结果与讨论  48-59
    3.3.1 PHACM的红外表征  48-51
    3.3.2 FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的硫化特性  51-53
    3.3.3 FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的力学性能  53
    3.3.4 FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的热氧老化性能  53-54
    3.3.5 FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的耐油性能  54-56
    3.3.6 FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的表观交联密度  56
    3.3.7 FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的低温性能  56-57
    3.3.8 FPM/PHACM/ACM反应型并用胶的耐热性能  57-59
  3.4 本章小结  59-60
第四章 密炼法制备支化多酚羟基丙烯酸酯橡胶及其在氟橡胶中的应用研究  60-77
  4.1 引言  60
  4.2 实验部分  60-65
    4.2.1 主要原料  60-61
    4.2.2 主要仪器及设备  61
    4.2.3 PHACM和FPM/PHACM反应型并用胶的制备  61-62
    4.2.4 测试与表征  62-65
  4.3 结果与讨论  65-76
    4.3.1 PHACM的红外表征  65-66
    4.3.2 PHACM的1HNMR分析  66-67
    4.3.3 FPM/PHACM反应型并用胶的硫化特性  67-68
    4.3.4 FPM/PHACM反应型并用胶的力学性能  68-69
    4.3.5 FPM/PHACM反应型并用胶的热氧老化性能  69-70
    4.3.6 FPM/PHACM反应型并用胶的耐油性能  70-71
    4.3.7 FPM/PHACM反应型并用胶的表观交联密度  71-72
    4.3.8 FPM/PHACM反应型并用胶的低温性能  72-73
    4.3.9 FPM/PHACM反应型并用胶的耐热性能  73-75
    4.3.10 FPM/PHACM反应型并用胶的微观结构  75-76
  4.4 本章小结  76-77
结论  77-78
参考文献  78-84
攻读硕士学位期间取得的研究成果  84-85
致谢  85-86
附件  86

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 一般性问题 > 橡胶性能测定
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