基于硫磺改性橡胶的方法及机理研究

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1、北京化工大学硕士学位论文基于硫磺改性橡胶的方法及机理研究摘要硬质橡胶是一种具有高强度、高硬度、高模量以及良好无缺口抗冲击强度的特种橡胶制品。其迥异于软橡胶的玻璃化转变温度和力学性能来源于硫元素对橡胶分子链的环状改性。因此，硬质橡胶实质上是一种热固性塑料。不同程度的硫磺环状改性可以有效的控制橡胶分子链的结构，获得具有不同玻璃化转变温度和力学性能的聚合物。本文将这一原理应用在如下领域：l在相同工艺条件下研究了硫磺种类对硬质橡胶性能的影响，并用硫化特性分析和DSC分析推测硫磺种类对硫化历程的影响。结果发现，由于硫化历程的不同，可溶性硫磺对分子链的改性程度要高于不溶性硫磺，使其

2、制备的硬质橡胶具有更优异的力学性能和更高的玻璃化转变温度。2利用熔体法制备了有机土／硬质橡胶复合材料，并用XRD和TEM研究了该复合材料的形态结构。结果表明，该复合材料是纳米复合材料。随着硫磺用量的增加，橡胶分子链的运动能力降低。通过XRD表征了粘土片层的分散性和层间距随硫磺用量增加的变化趋势。结果表明，粘土片层的分散性先变差后变好，而层间距逐渐减小。3通过高组分硫磺与废胶粉的硫化反应制备了一种新型热固性北京化T大学硕：i：学位论文塑料，同时考察了几种工艺参数对所得材料结构与性能的影响。结果表明，随着硫磺用量的增加，处理剂处理时间的延长，处理剂用量的增加，材料的力学性能

3、增加。通过DMTA和SEM研究了胶粉与基体界面处的硫磺分布。结果发现，交联网络对硫磺扩散的阻碍作用适中时，硫磺的梯度分布更为明显。4通过在SBR基体中添加具有不同链改性程度的胶粉初步制备了一种新巧lJ宽温域弹性阻尼材料。通过DMTA署NRPA等分析了这种材料的阻尼性能。结果发现，这利，材料与传统丁苯橡胶相比在O℃到50℃范围内具有很宽的阻尼峰，且温度范围可以通过胶粉的用量调配。通过力学性能的测试发现，这种材料的拉伸强度近似于传统SBR，具有一定的应用价值。关键词：硬质橡胶，改性，不溶性硫磺，纳米复合材料，废胶粉，热固性塑料，梯度分布，宽温域阻尼材料n北京化T人学帧I：学

4、位论文SEVERALAPPLIEDRESEARCHBASEDoNTHEMoDIFICATIONOFSULFURATOMSTOELASTOMERCHAINSABSTRACTEboniteisonekindofspecialrubberproductwithhighstrength，highmodulus，highhardnessandfineunnotchedimpactresistance．Itshighmechanicalpropertiesandglasstransitiontemperaturecomefromthemodificationofring—shape

5、sulfuratomstothechains．Hence，eboniteisinfactonekindofthermosets．Andaseriesofthepolymerswithdifferentglasstransitiontemperatureandmechanicalpropertiescouldbepreparedbyvaryingtheamountofthesulfur．Thisprinciplewasusedinthefieldsasfollows：1Underthesameprocessconditions，theeffectofthesulfurki

6、ndonthepropertieswasresearched．Meanwhile，thecorrespondingvulcanizationprocesseswerealsospeculatedwiththehelpofDSCandtheanalysisofthevulcanizationcurves．Theresultsshowedthatthemodificationdegreeofthesolublesulfurwashigherthanthatofinsoluble111北京化T人学顺I：学位论文sulfur,whichproducedhighermechani

7、calpropertiesandhigherglasstransitiontemperature．2Organicclay／ebonitecompositeswerepreparedusingthemeltintercalationmethod．TheresultsofXRDandTEMshowedthattheclaylayersweredispersedinthematrixwiththenano-scales．Increasingtheamountofsulfurcouldrestrictthemovementofelastomer