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橡胶型氯化聚乙烯与丁腈橡胶共混体系的研究及应用

高新文  
【摘要】: 本论文以校企合作为背景,对橡胶型氯化聚乙烯(CM135B)与丁腈橡胶(NBR26)共混胶的相容性、配合体系、共混工艺及产品开发这一系列过程进行了研究和分析。首先研究了氯化聚乙烯和丁腈橡胶在不同共混比下的微观相容性和宏观相容性;在两相相容的基础上对CM/NBR共混胶的共硫化体系和补强填充体系进行了优化设计;然后对CM/NBR加工工艺进行了探索;最后在前面基础性能的研究总结基础上,借助计算机手段进行了CM/NBR共混胶产品开发。现将实验结果简述如下: (1)通过对CM/NBR共混胶相容性研究发现,CM与NBR有很好的宏观和微观相容性,共混胶相态为两相连续结构。 (2)对不同硫化体系活化能计算,发现DCP硫化体系在CM和NBR两相中有匹配的硫化速率。通过均匀设计法找出DCP和TAIC的最佳用量分别为2.5~3.5份和3.4~4.2份。并进一步研究了助交联剂对DCP共硫化CM/NBR的影响,结果表明当S、PDM、TCY和Zn(MMA)2用量分别为0.8、2.5、2.0、24份时共混胶有较好的综合性能。 (3)对不同炭黑牌号和用量对CM/NBR共混胶性能影响的研究表明,炭黑牌号和用量对CM/NBR共混胶的动态性能、加工性能、硫化特性和力学性能都有一定的影响。综合考虑炭黑N550为最佳牌号,炭黑用量为60份时性能最佳。 (4)研究了树脂CRA-138M、7530E、S-105对CM/NBR共混胶性能的影响,结果表明三种树脂均能降低共混胶的门尼粘度,提高共混胶的力学性能。当三种树脂的用量分别为6~8份、8~10份、5~7份时胶料有较好的综合性能。 (5)对无机填料填充CM/NBR的研究表明,碳酸钙、高岭土、蒙脱土填充CM/NBR混炼胶的Payne效应依次增强,其中高岭土填充CM/NBR混炼胶的物理机械性能最佳。 (6)采用向CM母炼胶中加入NBR的加料顺序和温度为60℃,转速为80n/min的密炼工艺参数可以提高共混体系的均匀分散性。 (7)CM和NBR的流变特性表明,CM的剪切粘度受剪切速率的影响较大,同时两者粘度的交叉点还受温度的影响。对CM/NBR共混胶毛细管流变特性分析表明,在相同剪切率下,随着温度升高,共混物的表观粘度下降,挤出表面光滑。相同温度下共混胶料的挤出表面随着剪切速率增大粗糙程度增大。 (8)在CM/NBR共混体系基础理论研究的基础上,经过反复实验开发了钢丝编织胶管内胶和汽车用气压制动胶管内外胶,其各项性能达到了国家标准并通过厂家试制。


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