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氯化聚乙烯橡胶(CM)硫化、补强、阻燃体系的研究及应用
作 者: 沈梅
导 师: 辛振祥
学 校: 青岛科技大学
专 业: 材料学
关键词: CM RCOS 硫化体系 补强体系 阻燃体系 电线电缆
分类号: TQ330
类 型: 硕士论文
年 份: 2005年
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内容摘要
自70年代以来,CM橡胶是合成橡胶中使用量增长速度最快的一类产品,在电缆行业中应用发展更快。随着国民经济的发展和家用电器的普及,国内电线电缆行业发展迅速。近年来国家颁布了一系列安全性能方面的规定,电缆标准也都在修订,电线电缆产品面临新一轮的更新换代。CM以其耐热、阻燃、耐油、耐寒性能在电缆行业中有很大的发展空间,以CM代替氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶也形成热潮。因此,对于CM的配和体系和应用的研究是非常有意义的。 通过大量文献资料的查阅和总结,本论文首先对CM的分子结构特点及其性能、高聚物的阻燃,橡胶配方的设计方法及优化进行了简单的介绍,然后利用RCOS配方优化系统对CM的硫化、补强、阻燃体系进行了系统的研究,现将结果简述如下: (1) 过氧化物硫化体系是CM135B较理想的硫化体系,胶料的综合性能较好且硫化时间较短,适合于电线电缆的挤出硫化;并用硫脲与噻二唑硫化体系后,改善了胶料的撕裂强度较低的不足,使硫化胶具有更好的综合性能。 (2) 炭黑粒径越小、比表面积越大、结构度越高的对CM的补强效果越好。矿质填料的补强效果低于炭黑,但能改善硫化胶料的加工性能,降低成本。因此,将炭黑与矿质填料并用,达到最佳的补强效果。 (3) 无机阻燃剂Al(OH)3与适量的Sb2O3和氯化石蜡并用不需要填充很高的份数就可以达到较好的阻燃要求,同时对胶料的物理机械性能影响不大。Al(OH)3经表面处理剂处理后,物理机械性能有所改善,但对阻燃性能影响不大。 (4) 随着无机阻燃剂Mg(OH)2用量的增加,胶料的氧指数增加,但胶料的物理机械性能随着Mg(OH)2用量的加大而降低;通过与适量的Sb2O3和氯化石蜡并用Mg(OH)2在用量较少时即可达到较好的阻燃效果。与Al(OH)3相比添加等量的Mg(OH)2时胶料的物理机械性能及阻燃效果更好一些。细粒径的Mg(OH)2对CM胶料有一定的补强效果,但对CM的阻燃性几乎没有影响。 (5) 通过以上对CM配和体系的研究,开发了汽车点火线护套、船用电线电缆护套、矿用电线电缆护套、普通电线电缆护套、印染胶辊的配方,硫化胶测试
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全文目录
1.前言 10-21 1.1 CM橡胶的分子结构特点及其性能 10-15 1.1.1 CM的结构 10-11 1.1.2 氯的分布及结晶性 11-12 1.1.3 氯化聚乙烯的性能与氯含量的关系 12-13 1.1.4 CM的特性 13-15 1.2 高聚物的阻燃 15-17 1.2.1 高聚物的燃烧过程 15 1.2.2 高聚物火灾的危害 15 1.2.3 高聚物的阻燃 15-17 1.2.4 阻燃效果表征 17 1.3 橡胶配方的设计方法及优化 17-19 1.3.1 单因素变量试验设计法 17-18 1.3.2 多因素变量试验设计法 18 1.3.3 正交试验法 18 1.3.4 回归设计试验法 18-19 1.3.5 均匀设计 19 1.4 计算机RCOS在橡胶配方研究中的应用现状 19-20 1.5 课题研究的目的及主要内容 20-21 1.5.1 课题研究的背景及意义 20 1.5.2 课题研究的内容 20-21 2.RCOS与橡胶配方研究 21-31 2.1 正交试验设计法 21-24 2.1.1 正交表的选用 22-23 2.1.2 结果分析 23-24 2.2 回归试验设计法 24-26 2.2.1 数学模型 25 2.2.2 试验点的设计 25 2.2.3 显著性检验 25-26 2.3 均匀试验设计法 26-30 2.3.1 均匀设计表 26-27 2.3.2 均匀性规则及使用表 27-29 2.3.3 数学建模 29-30 2.4 本章小结 30-31 3.CM硫化体系研究 31-57 3.1 前言 31-34 3.1.1 过氧化物硫化体系 31-32 3.1.2 硫脲硫化体系 32-33 3.1.3 噻二唑硫化体系 33-34 3.2 实验准备 34-36 3.2.1 主要原材料 34-35 3.2.2 试验设备 35-36 3.2.3 物理性能测试 36 3.2.4 试样制备 36 3.3 实验分析及结果与讨论 36-56 3.3.1 基础硫化体系对CM135B性能的影响 36-38 3.3.2 过氧化物硫化体系对CM135B性能的影响 38-45 3.3.3 硫脲硫化体系对CM135B性能的影响 45-47 3.3.4 噻二唑体系对CM135B性能的影响 47-54 3.3.5 硫化体系的并用 54-56 3.4 本章小结 56-57 4.CM的补强填充体系研究 57-67 4.1 实验准备 57 4.2 实验结果分析讨论 57-66 4.2.1 矿质填料对CM135B性能的影响 57-58 4.2.2 炭黑对CM135B性能的影响 58-61 4.2.3 配合剂DCP、炭黑二因素对胶料物理机械性能影响 61-66 4.3 本章小结 66-67 5.CM的燃烧与阻燃 67-89 5.1 前言 67-73 5.1.1 高聚物的燃烧 67-68 5.1.2 含卤素的橡胶的燃烧 68-69 5.1.3 阻燃机理 69-72 5.1.4 阻燃体系 72 5.1.5 阻燃材料阻燃性的评定 72-73 5.2 实验准备 73-74 5.2.1 主要原料 73 5.2.2 实验设备 73 5.2.3 物理性能测试 73-74 5.2.4 试样制备 74 5.3 实验分析及结果与讨论 74-88 5.3.1 AI(OH)_3阻燃体系 74-81 5.3.2 Mg(OH)_2阻燃体系 81-86 5.3.3 阻燃剂粒径大小和品种对胶料性能的影响 86-88 5.4 本章小结 88-89 6.CM的应用 89-90 7.结论与展望 90-92 7.1 结论 90-91 7.2 展望 91-92 参考文献 92-96 致谢 96-97 附录1:CM产品硫化胶性能测定值与国家标准对照表 97-101 附录2:攻读硕士期间发表及完成论文 101
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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
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