硫化温度对高填充NR物理化学网络的影响

采用核磁共振交联密度仪、橡胶加工分析仪以及扫描电子显微镜(SEM)等仪器研究了高填充天然橡胶硫化过程中内部物理化学网络的形成以及与硫化温度的关系。结果表明,在硫化温度变化范围内,硫化胶交联密度随硫化温度的升高呈现先增大后减小趋势,在145℃时交联密度最高,物理机械性能最佳;在硫化过程中,填料会重新分散和局部聚集,填料的分散性较混炼胶的有所提高;随着硫化温度的升高,填料局部聚集程度有所增大,但填料-橡胶网络没有发生明显变化;硫化过程中形成的化学交联网络会限制填料的聚集程度。

橡胶填充油的玻璃化转变温度与倾点的关系

研究了不同分子结构的环烷基和高芳烃橡胶填充油的玻璃化转变温度(Tg)与倾点的关系。结果表明,环烷基橡胶填充油的Tg与倾点基本呈线性关系,相关因子为0.826 5;高芳烃橡胶填充油的Tg与倾点相关性规律较差。

螺杆钻具定转子耦合规律研究

高填充定子橡胶的应用及转子表面处理质量的提升极大地延长了螺杆钻具马达部分的服役时长。为解决高填充螺杆马达配合问题,建立了定转子运动模型,采用单向解耦方法,考虑高填充橡胶材料独特性及损耗因子随温度变化的不同取值,利用有限元软件针对环境温度、地层深度、钻井液压力及定转子过盈量取值等进行了计算,研究了定子内腔径向位移与温度分布规律。研究结果表明:排量和过盈量对温升影响较大,钻井液压力是定子橡胶变形量的敏感指标;随着钻井深度的增加,温度极值不断升高,极值点位于定子中部波峰处,位移极大值集中于波峰位置,热应力极大值则集中于定子波谷位置;现场应用与数据统计结果表明,采用该方法进行螺杆钻具选配,可靠性及准确性较高。所得结果可为高填充螺杆钻具定转子啮合耦合规律研究提供理论与数据支撑。