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定子橡胶多用于高温、高压、高腐蚀的恶劣环境,受工作条件的影响其使用寿命一般较短,迫切需要开发新型的定子材料。聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料具有优异的力学性能、耐热性、阻隔性、阻燃性和生物降解性,成为定子橡胶材料的研究热点。本文采用层状硅酸盐改性氢化丁腈橡胶(HNBR)并用以制备定子材料,以提高定子的阻隔性和耐H2S、CO2能力,从而延长其使用寿命,降低生产成本。本实验采用熔融插层法制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料,当插层温度为100℃,转速35rpm,插层时间10min时,得到了分散效果较好的纳米复合材料。XRD测试显示在制备的纳米复合材料中,同时存在着剥离性和插层型两种结构。研究实验配方,分析硫化剂、增塑剂、硫化温度、硫化时间等对硫化胶综合性能的影响。结果表明,HNBR-4367体系在硫化温度为160℃,硫化剂S为1phr时所得样品综合性能较好;HNBR-4307体系在硫化温度为160℃,硫化剂DCP为4phr时综合性能较好。增塑剂的使用改善了工艺,但降低了材料性能。对于HNBR-4367体系,在有机化蒙脱土(OMMT)为10phr,累托石(Rectorite)为8phr时分散性最好,硫磺硫化对它们的分散有一定的影响,会产生解插层现象。通过力学性能、阿克隆磨耗及耐原油介质老化性能测试发现, OMMT和Rectorite使材料的性能均得到显著的改善,当它们的用量均为10phr的时候综合性能最好,同时,OMMT对橡胶的改性效果更好。然而实际应用中由于HNBR-4367配方中加入了易析出的助硫化剂TMTD,耐老化性较差,可通过控制TMTD的用量或更换促进剂来提高其性能。对于HNBR-4307体系,过氧化物硫化会促进硅酸盐在橡胶基体中的分散。阻隔性分析表明层状硅酸盐的加入会降低气体透过量,并且OMMT的效果较Rectorite好。对此,我们又初步探索了定子配方的研制,以HNBR-4307/OMMT复合物为基体材料,研究助交联剂及补强剂对性能的影响,进一步的提高定子橡胶的综合性能。同时,研究了几种粘接剂,以用于更好的提高与金属间的相容性。