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NR/BR/TBIR硫化胶的老化行为及性能研究

国钦瑞  
【摘要】:TBIR作为一种新型合成橡胶材料,具有优异的耐疲劳性能及耐磨性能,生热低,滚动阻力低。TBIR独特的丁二烯-异戊二烯共聚物结构,其应用于NR(天然橡胶)/BR(顺丁橡胶)体系可以增加NR与BR的相容性,同时TBIR的晶纤可以抑制炭黑聚集。与其他橡胶体系,如NR,SBR或NR/BR、SBR/BR并用可以增加炭黑分散性,抑制炭黑聚集。TBIR并用胶应用于汽车轮胎胎面胶、胎侧胶、气密层、带束层等部位后可获得较之前性能更为优异的橡胶材料,因此被广泛应用于各种橡胶制品。橡胶制品在加工、储存和使用中,受到外部环境因素的影响会出现性能变坏直至丧失应用价值,更甚会威胁使用单位的经济及人员生命。研究橡胶老化的行为及性能可以分析橡胶老化的机理,并据此减缓橡胶老化,具有理论和应用意义。通过DSC、物理机械性能、生热性能、疲劳性能、炭黑分散性能研究了作为航空胎侧胶的NR/BR/TBIR混炼胶性能及不同老化时间下硫化胶的性能。研究结果表明,TBIR在本体系中应用,使得混炼胶的格林强度(拉伸强度)和硬度均提高,并用10份TBIR后,并用胶体系可保持基础物理机械性能,改善填料分散性能,并用胶的疲劳性能及生热性能得到了大的提高。通过物理机械性能、DMA、SEM、TEM、交联密度分析了炭黑白炭黑填充的NR/BR/TBIR硫化胶经过不同老化时间后性能及结构的变化。研究发现,在填充体系下,NR/BR及NR/BR/TBIR拉断伸长率、拉伸强度及耐疲劳强度均降低,压缩生热先降低后增大,磨耗量不断增大。交联密度不断增大,多硫键含量减小。TBIR可改善NR/BR相容性及填料分散。通过物理机械性能、DMA、TEM、FT-IR、交联密度分析了未填充的NR/BR/TBIR硫化胶经过不同老化时间后性能、分子结构及交联网络结构和相形态的变化。结果表明,在未填充体系下,NR/BR及NR/BR/TBIR拉断伸长率及拉伸强度均降低,硬度增大,回弹先增大后减小,交联密度先增大后减小,多硫键含量减少,NR及BR相区变小,碳碳双键含量减小,含氧基团如羰基羟基含量变大。


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