天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶辐射交联制备及其耐热空气老化性能

针对天然橡胶(NR)/三元乙丙橡胶(EPDM)并用胶共混效果不佳和耐老化性能较差的问题,本研究采用辐射交联技术制备了天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶,通过与热交联制备的并用胶对比,明确了辐射交联工艺对共混效果的促进作用。重点分析了NR/EPDM共混胶中生胶并用比和辐射交联等因素对老化前后并用胶力学性能的影响规律。热空气老化前,随着EPDM占比的增大,热交联样品的初始拉伸强度和伸长率曲线呈先降低后上升趋势,而辐射交联样品初始拉伸强度和伸长率呈线性下降趋势,说明辐照处理改善了EPDM/NR并用胶初始力学性能,辐射交联提高了NR和EPDM分子之间交联结构的完善性。热空气老化后,辐射交联样品的性能下降幅度小于热交联的样品,说明在热交联基础上,引入辐射技术可以提升辐射交联样品热老化后的伸长率保持率,尤其是在NR占比较大的情况下,辐射样品性能下降幅度能减小约50%。由此说明,利用辐射交联技术制备天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶具有比传统热硫化交联具有更好的耐热空气老化性能。

加工工艺对天然橡胶分子结构和性能的影响

研究加工工艺对天然橡胶(NR)分子结构和性能的影响。采用2种新的加工工艺制备NR,即采用酶辅助微生物凝固+造粒+低温干燥工艺制备NR(HJ)和采用酶辅助微生物凝固+造粒+双螺杆机挤出干燥工艺制备NR(JC)。试验表明,与传统加工工艺NR(SCRWF和SCR20)相比,HJ的杂质质量分数和灰分质量分数最小,氮质量分数最大,HJ胶料的塑性保持率最大,HJ硫化胶的炭黑分散性最佳,拉伸强度最大,耐热空气老化性能最好,HJ的橡胶分子结构和性能优于SCRWF和SCR20。

润滑脂对丁腈橡胶硫化胶性能的影响

通过模拟油封工作状况对丁腈橡胶(NBR)硫化胶进行热空气和润滑脂加速老化试验。结果表明:随着热空气和润滑脂老化时间的延长,NBR硫化胶的力学性能均逐渐下降;在隔绝空气的润滑脂中浸泡的NBR硫化胶的力学性能损失较小,在未隔绝空气的润滑脂中浸泡的NBR硫化胶的力学性能损失较大,NBR硫化胶存在明显的橡胶分子链裂解现象;润滑脂酸度直接影响NBR硫化胶的力学性能,润滑脂酸度大会加速NBR硫化胶的橡胶分子主链的双键断裂。

不同因素耦合对密封橡胶老化特性的影响

目的研究某密封橡胶材料在工况环境下的老化规律和特性,开展静载荷/温度/介质等多因素耦合的加速老化试验。方法设计3种老化条件(90℃热空气、90℃热空气压缩、90℃热油压缩)模拟实际服役环境开展实验室加速研究。通过质量、硬度、压缩永久形变率等橡胶老化前后宏观性能变化,结合其化学结构和微观形貌变化进行老化特性研究。结果热油压缩老化条件下,橡胶质量随时间变大,硬度变小,压缩永久形变变大,热稳定性变差,化学结构变化较小;热空气压缩条件下,压缩永久形变变大,其他物化性能变化较小;热空气条件下,硬度变大,烷基含量减少,其他变化较小。扫描电镜结果显示,2种压缩条件下,橡胶表面都出现颗粒状物质和条状纹理。以上结果说明,油在隔绝外界氧气的同时,会渗透到橡胶内部,引起软化,热空气介质加速橡胶热氧老化和材质硬化,压缩条件在抑制热氧老化同时,可加速应力松弛等物理老化作用的发生。结论密封橡胶在不同服役环境下发生的主要老化反应并不一致,在热空气下,橡胶性能退化与热氧老化等化学老化作用有关,而在油介质和压缩状态下,橡胶性能劣化与物理老化作用更相关。

机器学习分析和预测橡胶圈老化性能

采用热空气老化试验分析丙烯酸酯橡胶O形密封圈、氟橡胶O形密封圈以及丁腈橡胶O形密封圈断裂伸长率的变化规律.基于试验数据,利用机器学习方法建立预测橡胶圈断裂伸长率随老化时间变化规律的模型.研究结果表明,Savitzky-Golay滤波法和分段线性插值法的数据增强方法与极限梯度提升算法结合的机器学习技术,能够准确预测橡胶圈的老化规律和长期老化性能;经试验检测数据验证,与传统的拟合函数相比,机器学习预测模型在橡胶圈断裂伸长率的老化预测上具有更显著的准确性和适用性.

汽车发动机悬置用天然橡胶胶料配方的研究

对汽车发动机悬置用天然橡胶(NR)胶料配方进行研究。结果表明:采用半有效硫化体系(硫黄/促进剂用量比为1.7/1.5)、炭黑N330/炭黑N774/白炭黑(用量比11/18/5)补强体系、防老剂4020/防老剂RD/防老剂MB/微晶石蜡(用量比2/1/1/1)防护体系的NR胶料的动静刚度比较小,耐热空气老化性能较好;硫化温度过高和硫化时间过长易导致NR胶料出现硫化返原,使其动静刚度比增大,耐热空气老化性能下降。

高氟含量氟橡胶在航空润滑油中的老化行为

以高氟含量氟橡胶(FKM)为研究对象,考察了其在多种航空发动机润滑油中的高温耐介质性能,研究了润滑油种类差异导致高氟含量FKM硫化胶在物理机械性能方面的变化。结果表明,在温度200℃、时间72 h的润滑油中老化后,高氟含量FKM硫化胶仍可保持良好的压缩回弹性能,体积变化率均低于12%,力学性能轻微衰减,邵尔A硬度下降明显;对于不同种类的油品,高氟含量FKM硫化胶的力学性能衰减和体积变化率均表现出差异;润滑油在高温下对高氟含量FKM硫化胶的侵蚀作用包括物理溶渗和化学腐蚀。

不同牌号氯丁橡胶硫化胶的性能

系统对比了国内外四种牌号氯丁橡胶混炼胶的加工特性及硫化胶的综合性能。结果表明,在三种国产牌号的氯丁橡胶中,SN232牌号的氯丁橡胶的加工性能最优且综合物理机械性能最好,压缩疲劳温升较小。相比而言,国产的SN232牌号的氯丁橡胶的综合性能与日本进口S40V牌号的氯丁橡胶最为接近,可作为替代进口S40V的国产橡胶牌号。

热空气老化对汽车悬置用NR疲劳的影响研究

以某汽车悬置用NR硫化胶为研究对象。分别研究了90℃、100℃、110℃条件下200 h的热空气老化对7个不同拉伸倍数(1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8)的单轴动态拉伸疲劳次数的影响。通过试验研究发现:NR的疲劳次数随着热老化温度的升高呈现明显的下降趋势,但1.6拉伸倍数不同温度下,疲劳次数保持率均≥80%。温度为110℃或拉伸倍数≥2.4则出现急剧下降。

累托石粘土/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的热性能研究

以十二烷基季铵盐与累托石 (REC)进行阳离子交换得到有机粘土 (OREC) ,以OREC与热塑性聚氨酯弹性体 (TPUR)采用熔融挤出共混法制备了OREC TPUR纳米复合材料 .用透射电子显微镜 (TEM)表征了复合材料的微相结构 ,测试了复合材料动态热机械性能 (DMA)及热失重 (TG) ,讨论了复合材料的耐热空气老化性能及耐油介质性能等 .结果表明 ,累托石粘土在聚氨酯热塑性弹性体中以纳米尺寸分散 ,纳米复合材料具有较高的动态热机械性能 ,其储能模量最大可提高 7倍多 ,损耗模量最大可提高 4倍多 .复合材料的其他性能均有不同程度的提高 ,特别是OREC添加量为 2 %时 ,复合材料TG、耐油性及耐空气老化性能最高 .其初始分解温度提高 1 5℃ ,在 40 #机油中浸泡 1 68h后拉伸强度保持率达到 86 4% ,1 2 0℃热空气老化箱中老化 72h后拉伸强度保持率达到 87 0 % .

特种氯丁橡胶在热空气及热海水中的老化与使用寿命预测

文中进行了特种氯丁橡胶在空气及海水中的实验室加速老化实验,研究了特种氯丁橡胶在不同温度和不同介质中老化的断裂伸长率随老化时间的变化规律,得到了该橡胶的断裂伸长率与老化时间之间的数学关系式,并通过计算预测了该橡胶的使用寿命。研究结果表明,在不同温度、不同介质中老化时,该橡胶的断裂伸长率随老化时间呈指数下降,预测得25℃该氯丁橡胶在海水及空气中的使用寿命分别为31.29年、40.02年。

热空气老化和热水老化对PC冲击性能的影响

在 40℃和 80℃环境中 ,分别对 Bayer- PC、Japan- PC、Korea- PC三种聚碳酸酯缺口冲击试样进行了热空气老化和热水老化实验研究。在 0～ 40 0 h老化时间内 ,研究了这三种 PC的热空气老化和热水老化对冲击强度和断面形貌的影响 ,讨论了 PC热空气老化和热水老化机理。结果表明 :老化前 ,Japan- PC、Korea- PC和 Bayer- PC冲击强度分别为 95k J/m2 、83k J/m2 和 55k J/m2 ;在 40℃和 80℃热空气老化后 ,三种 PC冲击强度均有所下降 ,其中 80℃热空气老化引起的降幅最大 ,热空气老化 40 0 h后的冲击强度顺序为 Japan- PC>Korea- PC>Bayer- PC,在 40℃热水老化后 ,三种 PC的冲击强度几乎不受老化时间影响 ;在 80℃热水老化后 ,三种 PC冲击强度均有所下降 ,其中 Bayer- PC降幅最小 ,Japan- PC次之 ,Korea- PC最大 ,但 PC的平衡冲击强度大小与热空气老化的情况相同。由扫描电镜对冲击断面形貌观察可知 ,未老化的三种 PC均以剪切屈服破坏机理为主 ,老化后的三种

EPDM橡胶耐热性能的研究

通过对三元乙丙橡胶(EPDM)硫化体系、补强体系、填充体系和增塑体系的选择,研究了其对EPDM胶料耐热性能的影响。结果表明,采用有效硫化体系(EV)时,添加不超过40份的丁基橡胶(IIR)和20份的白炭黑能有效改善胶料在高温下的力学性能。

丁基橡胶阻尼材料的耐热空气老化性能及老化机理研究

采用加速老化试验方法对粘弹性丁基橡胶(ⅡR)阻尼材料的热空气老化性能及老化机理进行研究,获得老化前后ⅡR阻尼材料力学性能、阻尼性能及其变化规律。研究结果表明:在所选定的热空气老化65℃×310 d试验条件下,阻尼材料的拉伸强度提高了1 MPa,阻尼性能曲线整体向高温区域平移了10℃,而有效阻尼温域基本保持不变,与模拟计算结果一致,可以满足等效25℃×10年储存条件下的使用要求。同时,采用红外光谱仪和扫描电子显微镜分析了阻尼材料在热氧老化条件下分子链结构和微观结构的变化,得到了粘弹性ⅡR阻尼材料的热空气老化机理。

补强剂填充HNBR胶料的结构和性能

试验研究常规补强剂(炭黑、白炭黑)、蒙脱土(原土、有机蒙脱土)和不饱和羧酸盐(甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁)三类补强剂对氢化丁腈橡胶胶料物理性能和热空气老化性能的影响,并用扫描电镜、透射电镜和热重分析等方法对其微观结构进行表征。结果表明,常规补强剂分散均匀,胶料有较好的物理性能,但耐热空气老化性能差;不饱和羧酸盐在橡胶基体中发生交联接枝反应,补强效果最佳,胶料耐热空气老化性能明显提高;有机改性后的蒙脱土分散性和胶料的物理性能大幅度提高,耐热空气老化性能优异。

丁苯橡胶在热空气和海水中老化性能的比较

对丁苯橡胶在热空气和海水中进行了加速老化试验,比较了老化前后其性能的变化,得出了该橡胶的性能变化与老化时间的函数关系,并建立了100%定伸应力和撕裂强度与硬度的关联关系。结果表明,在整个老化期间,丁苯橡胶的100%定伸应力和硬度逐渐增大,撕裂强度逐渐减小。在相同的温度下,老化初期在海水中丁苯橡胶的性能变化比在空气中的快,而老化后期在空气中的性能变化比在海水中快。丁苯橡胶的100%定伸应力和撕裂强度与硬度呈线性关系,说明通过硬度的变化监测丁苯橡胶力学性能的变化是可行的。

特种氯丁橡胶热氧老化研究

通过对特种氯丁橡胶在热空气中进行加速老化,比较了其老化前后性能的变化,得出了该橡胶的性能变化与老化时间的函数关系,并建立了100%定伸应力、拉伸强度、断裂伸长率、强韧度、撕裂强度与邵尔A硬度之间的关联关系。结果表明:在整个老化期间,100%定伸应力、硬度逐渐增加;拉伸强度、断裂伸长率、强韧度、撕裂强度逐渐降低;机械性能与硬度呈线性关系。

橡胶型乙烯－醋酸乙烯共聚物配方及老化性能研究

研究了橡胶型乙烯－醋酸乙烯共聚物（ＥＶＭ）的配方及热氧老化性能。试验结果表明：ＥＶＭ具有优异的热空气老化性能，经１７５℃×７２ｈ老化后仍有很高的拉伸强度和扯断伸长率保持率；需采用过氧化物进行硫化，同时并用适量的三烯丙基异氰脲酸酯可以显著改善ＥＶＭ的压缩永久变形性能；它是一种典型非自补强性橡胶．需加入适量的补强填充剂；聚酯增塑剂可以在一定程度上降低ＥＶＭ的硬度，而对老化性能影响不大；防老剂ＲＤ可赋予胶料更优良的热空气老化性能和耐水解性能。

有机硅密封剂耐热性能研究

研究了室温硫化有机硅密封剂的耐热性能。通过对有机硅密封剂耐热老化后拉伸性能的测试,研究了硅橡胶生胶结构、填料、抗氧化剂(耐热增效剂)、硫化体系对有机硅密封剂的耐热性能的影响,确定了有机硅密封剂的配方,其耐热温度达350℃。

基于强韧度的特种氯丁橡胶使用寿命预测研究

通过对特种氯丁橡胶在热空气中进行实验室加速老化实验,研究了特种氯丁橡胶的强韧度随老化时间的变化规律,得到了该材料在热空气中老化的强韧度随老化时间的变化的数学关系式,依据实验得到的老化动力学参数,对特种氯丁橡胶以强韧度(SE)为指标进行了寿命预测。研究结果表明:在不同温度下老化,该橡胶的强韧度与老化时间(t)的数学表达式为:强韧度=35exp(-1.7×10-4t0.89),预测在25℃下该氯丁橡胶的使用寿命为31.2 a。