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氯丁橡胶(CR)是一种用途广泛的通用型特种合成橡胶,具有良好的物理机械性能、耐热性、耐油性和耐燃性,综合性能优异,广泛应用于制造各种橡胶制品。CR特性声阻抗与海水接近,因此在水声橡胶制品中被大量使用。但CR由于低温性能稍差,玻璃化转变温度约为-40℃,在10℃左右就开始结晶,这就限制了CR进一步的应用。橡胶共混改性是改善CR低温性能的重要途径之一,本课题采用丁苯橡胶(SBR)对CR进行改性研究。旨在通过采用合理的配方体系和加工工艺,获得具有优异综合性能的CR/SBR共混硫化胶。
本论文统地研究了氯丁橡胶的各种硫化体系,包括:金属氧化物硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系、硫黄硫化体系以及给硫体硫化体系。在此基础上,为了改善CR的低温性能和加工工艺性能,进行了SBR共混改性CR的研究。研究结果表明:CR/SBR共混比为80/20时,所得共混硫化胶的低温性能和综合性能较好,加工性能良好;通过对比三种复合硫化体系:给硫体硫化体系、ZnO/给硫体复合硫化体系、TCY/给硫体复合硫化体系对CR/SBR性能的影响,发现ZnO/给硫体复合硫化体系硫化的胶料的综合性能优良。
在共混比和硫化体系确定的前提下,进一步探讨了补强体系、增塑体系和防护体系,研究了不同种类和用量的补强剂、软化剂和防老剂对CR/SBR共混胶的硫化特性、物理机械性能、耐热老化性能、耐溶剂性能、高温压缩性能和动态力学性能的影响,初步探明了配合剂的不同种类和用量与CR/SBR共混胶性能变化的规律。
研究结果表明,依据本课题所确定的配方所制备的共混物具有良好的相容性,硫化胶的性能良好,其拉伸强度>23MPa,扯断伸长率>400%,在经过100℃×48h老化后拉伸强度保持率>90%、扯断伸长率保持率>85%,溶胀指数<3.0,100℃×48h高温压缩永久变形<40%,玻璃化转变温度<-40℃。