hnbrommt纳米插层复合材料的制备及性能分析

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1、摘要螺杆泵长期工作在高温、高压、高腐蚀的恶劣环境，其使用寿命完全取决于定子橡胶的性能，开发性能优异的定子材料对提高螺杆泵的使用寿命具有重要意义。聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料由于具有优异的力学性能、耐热性、阻隔性、阻燃性等，成为定子橡胶材料的研究热点。本文采用有机化蒙脱土(0MMT)改性氢化丁腈橡胶(HNBR)并用以制备定子材料，以提高定子的阻隔性和耐老化性能，从而延长其使用寿命。本论文分别以}玎、『BR一4367和HNBR一4307为基体材料，选用四种0MMT(1．24TL、1．30P、1．44P和1．44PS

2、)和两种硫化剂(硫磺和过氧化物双2．5)，利用熔融插层法制备了HNB刚OMMT纳米复合材料。研究了扭矩曲线和硫化曲线并确定硫化条件：硫磺硫化的时间为15min，双2．5硫化的时间为25min，硫化温度均为165℃。借助X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究了OMMT在橡胶基体中的分散情况，分析表明不同种类蒙脱土的层间距在橡胶基体中有不同程度的增加。蒙脱土1．24TL在橡胶基体中以聚集体形式存在，蒙脱土1．30P、1．44P与1．44PS在橡胶基体中以纳米级尺寸分散在橡胶基体中，同时证明了硫磺硫化具有解

3、插层的作用。本论文还探讨了硫化剂种类、OMMT类型对纳米复合材料性能(力学性能、耐老化性能、阿克隆磨耗、体积膨胀率等)的影响。研究表明硫磺硫化的纳米复合材料的力学性能比双2．5硫化的纳米复合材料的力学性能更优异，而双2．5硫化的纳米复合材料具有更好的耐老化性能：蒙脱土分散性好的纳米复合材料的力学性能、耐老化性能和耐磨耗性能都比蒙脱土分散性差的纳米复合材料的优异。同时发现HNBR一4307／0MMT纳米复合材料比HI、IBR-4367／OMMT纳米复合材料的耐老化性能好。该论文有图27幅，表22个，参考文献64篇。

4、关键词：氢化丁腈橡胶；有机化蒙脱土；纳米复合材料；分散性；老化性能AbStraCtThereisanu略emneedtodeVelopnewscrewpumpmaterialsdIletoitsshonservicelifebecauseofthefIormidableworkingconditions，suchaShightemeperature，high—pressureandresiStancetothechemicallyaggressiVemedia．Polymer／layeredsilicate(PL

5、S)nallocompositeshaVeattracted黟eatimerestbothfortheindust巧aIldacademiaduetoitsremarkableimproVementinthematerialsproperties，suchassuperiormechanicalproperties，thermalstabili吼decreasedgaspermeabilit)randf1锄mability，andincreaSedbiodegradabili够Thelayeredsilicate

6、modifledllydrogenatednitrilembber(HNBR)usedforstatormaterialsisinVestigatedint11isp印erinordertoenhancetheb删eraJldageingresistant，whichatlastextendingthestatorrubbersen，icelifea11dreducingtheproductioncosts．Polymer／layeredsilicatenallocomposites、verepreparedby

7、themeltblendingmethod．nlembbermatrix、ⅣaSHNBR一4367andHNBR一4307．Tw0vulcanizingagentandfourt)，pesOMMTwereused．PreparationofnanocompositeswasStudied，andthesuitableexperimemconditionsweregotwhentheⅦlcanizingtemperatureis165℃andⅦlcanizingtimeofl5minutesofsulfmor25m

8、imltesofDMDBH．111ordertomeasuretllechangeofgalle巧distanceaIldthedispersi伽ofthedif

9、Feremt)rpesofOMMTaftermixing砸thHNBRmatrix，thebaSalspacingoftheclaywaSstudiedbyX-ra)7di箭action(XRD)a11dtms