毕业论文（设计）--配合体系对NBR溶胀性能的影响

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1、XXX大学本科毕业设计（论文）前言接触或浸泡在石油类溶剂中(如变压器油、汽油、煤油等)使用的橡胶油封、变压器隔膜、油箱或化工机械设备中的橡胶衬里等制品，因长期遭受油类的侵蚀使其性能逐渐下降甚至被破坏，因此，如何提高橡胶制品的耐油性、延长橡胶制品的使用寿命就成了人们关注的热点之一。丁腈橡胶因具有优异的耐油性、优良的压缩永久变形性能、较宽的耐温范围和适宜的价格[1]，在耐油橡胶中，丁腈橡胶性能最优异，随着钻井业、汽车工业的发展，相应各类器械的性能也越来越高，对与其动力、热、耐油环境相关的橡胶材料也提出了新的挑战。因此在这样的环境中

2、，丁腈橡胶及改性丁腈橡胶已成为世界各国主用的基础主题材料。本实验首先在兼顾常规物理机械性能的基础上，研究不同硫化体系对丁腈橡胶材料的耐介质性，优选出最佳硫化体系；又研究了对炭黑原位改性对丁腈橡胶性能的影响，这里的改性剂用一种硅烷偶联剂KH550作为改性剂；最后研究了用少量白炭黑等量代替炭黑对胶料耐油性的影响，并考虑用偶联剂改性的工艺性和用量问题。33XXX大学本科毕业设计（论文）1．文献综述1.1丁腈橡胶的简介1.1.1丁腈橡胶的结构丁腈橡胶(NBR)是丁二烯与丙烯腈经自由基引发乳液聚合制得的无规共聚物。其化学组成通式为：丁二

3、烯单体可共聚成3种性质不同的链结构，即顺式、反式和1，2-乙烯基，典型的NBR结构中反式占78％。在丁腈橡胶中主要是反式1，4结构，丁二烯(B)和丙烯腈(A)链节的连接方式一般为BAB、BBA或ABB、ABA和BBB三元组，但随着丙烯腈含量增加，也有呈ABB-AA五元组连接者。丁腈橡胶为灰白色至浅黄色块状固体，相对密度0.95～1.0g/cm3。1.1.2丁腈橡胶的结构与性能关系由于NBR分子结构中含有腈基，因而具有优异的耐油性(如矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂)，但不能在高温(150℃)和酸性汽油环境中使用(不及丙烯酸酯和

4、氟橡胶)。由于腈基易被电场极化，降低了它的介电性能，所以它属于半导体橡胶。由于腈基的存在，使NBR耐老化性、耐氧化性不如其它饱和橡胶。NBR的耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶。它能在120℃长期使用，有良好的耐低温性，玻璃化温度为-55℃，化学稳定性好，提高结构中的丙烯腈含量使相对密度增大，加工性能良好，硫化速度加快，拉伸强度提高，但回弹性下降，耐寒性降低。按聚合工艺的不同主要分为高温聚合的硬NBR和低温聚合的软NBR两类。根据所添加的防老剂的污染性，分为污染、微污染和无污染型。根据所用第三单体，有使用二乙烯基苯、甲基丙

5、烯酸、丙烯酸作为第三单体的NBR品种[2，33XXX大学本科毕业设计（论文）3]。NBR高温聚合的硬NBR，由于丁二烯1，2加成的比例稍高，容易形成支链结构。NBR的1,2加成点上的氢的反应性活泼，易形成叔丁基自由基和烯丙基自由基，对硬NBR的耐热和耐臭氧性能有不利的影响。同时，硬NBR还具有相对分子质量分布较宽以及粘附性、粘度和分子内聚力较大的特点；软NBR由于聚合温度低，其橡胶分子的相对分子质量分布较窄、凝胶含量较低[2]。硬NBR和软NBR的结构上的差异，导致其物理机械性能和加工性能有明显不同。在丙烯腈含量相同的情况下，

6、由于软NBR相对分子质量分布较窄和凝胶含量较低，硫化胶的压缩永久变形和热空气老化后的拉断伸长率变化较小[2]。NBR的丙烯腈含量是影响硫化胶性能的最重要因素之一。丙烯腈含量的多少，影响橡胶分子链内旋转的难易程度和分子间作用力，从而影响分子链的柔性以及包括耐热性在内的物理机械性能。一般地，随着丙烯腈含量增加，硫化胶的耐油性、耐热性、耐磨耗性、耐气体渗透性、硬度、定伸应力、拉伸强度等性能增加，但耐寒性、弹性、抗压缩永久变形性能变差[4-9]。在适当的配合条件下，低、中、高丙烯腈含量的NBR长时间使用温度范围分别为-40～100℃、

7、-30～120℃、-20～150℃[7]。1.1.3丁腈橡胶的应用丁腈橡胶是耐油性优异的弹性体，具有优异的耐油性、耐热性、气密性。耐热性优于丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在120℃长期工作。气密性仅次于丁基橡胶。丁腈橡胶的性能受丙烯腈含量影响，随着丙烯腈含量增加，拉伸强度、耐热性、气密性、硬度提高，但弹性、耐寒性降低。丙烯腈含量为26％的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=52℃，脆化温度Tb=-47℃，而丙烯腈含量为40％的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=22℃。丁腈橡胶耐臭氧性能和电绝缘性能不好。耐水性较好。丁腈橡胶溶解度参数δ=8.9～9.9，溶于

8、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯苯、甲乙酮等。丁腈橡胶是一类耐油性能和耐热性能优异的橡胶，由于其结构中极性腈基的存在，因此对非极性或弱极性的矿物油、动植物油、燃料油和溶剂都有较高的稳定性。丁腈橡胶用于制造环氧-丁腈、酚醛、丁腈胶粘剂和密封胶；丁腈橡胶与过氯乙烯配合制造粘接软质PVC的胶