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本文在国内外研究的基础上,提出了一种新的在橡胶基体中原位制备不饱和羧酸盐的方法—溶胀法,即将含有金属氧化物和有机过氧化物的橡胶基体在液体不饱和羧酸中浸泡一段时间,使扩散进去的不饱和羧酸在过氧化物的引发下与金属氧化物发生中和反应,从而原位生成不饱和羧酸盐。认为这种方法可以避免原位混炼法对加工设备的腐蚀。在此基础上研究了(甲基)丙烯酸溶胀改性天然橡胶混炼胶、硫化胶和商品胶粉的配合体系、溶胀工艺、力学性能、硫化过程和形态结构。 首次提出利用(甲基)丙烯酸对橡胶基体进行溶胀改性的方法。通过对混炼胶的配合体系、溶胀改性工艺和填料的考察,发现这种方法可以实现对橡胶的增强,而且其最大的优点是可以避免(甲基)丙烯酸对加工设备的腐蚀,并具有类似溶胶—凝胶法的特点。结果发现,改性天然橡胶混炼胶经硫化后可以达到透明的程度,偏光显微镜分析表明其内部出现一种线状的晶体。混炼胶中过氧化二异丙苯(DCP)和氧化锌(ZnO)的含量直接影响其硫化胶的力学性能。甲基丙烯酸的溶胀效果远大于丙烯酸,与不加(甲基)丙烯酸的硫化胶相比,改性后力学性能提高很多,即使在普通硬度下也能达到高强度、高伸长率(邵A硬度72左右,拉伸强度约为28Mpa,撕裂强度约为52N/mm,断裂伸长率约为810%)的特点。 DSC分析表明,甲基丙烯酸锌在DCP的引发下发生聚合反应,天然橡胶/DCP/ZnO/MAA体系在180℃左右的放热峰是上述反应与天然橡胶/DCP交联反应的叠加;随溶胀时间延长、溶胀温度上升,硫化热效应逐渐增加,变化趋势与强度性能相同;在其它配合剂相同时,不同填料对交联/聚合热效应的影响顺序为:碳酸钙<碳酸钙/氧化锌<氧化锌。 首次提出利用甲基丙烯酸对天然橡胶硫化胶进行溶胀改性的方法。结果发现,在较高的溶胀温度下甲基丙烯酸与天然橡胶硫化胶形成了一种新的复合材料,通过偏光显微镜观察发现其内部的结晶形态比较复杂,断面上带有的粉末类似于纯ZDMA的粉末。甲基丙烯酸对天然橡胶硫化胶的溶胀改性效果比丙烯酸