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近年来,石油工业油气环境日益复杂,对应用于石油工业橡胶配件的性能要求也日益苛刻。定子橡胶在石油开采中具有着十分重要的地位,开发出高性能定子橡胶对提高石油产率,降低人力及维修成本具有重要意义。本课题将探究以HNBR为基体材料,以有机改性蒙脱土、原位合成甲基丙烯酸锌、气相法白炭黑及炭黑作为补强填充剂探索研制出高性能定子橡胶材料的可能性。首先研究了过氧化物硫化体系对HNBR性能的影响,实验结果表明随着硫化剂过氧化二异丙苯(DCP)及硫化助剂三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)用量的增加,复合材料的力学性能均先升后降。当DCP使用量为5 phr,TAIC使用量为2 phr时,复合材料有着较好的综合性能。当OMMT单独补强HNBR时,XRD结果显示当OMMT熔融插层的温度为100℃,插层时间为15min可以达到较好的分散效果。OMMT的加入可以明显改善HNBR的耐老化性能,但其单独补强效果较差,并不能达到复杂油气环境的要求。先插入OMMT后原位合成ZDMA可以使OMMT在橡胶中的分散效果更佳,甚至出现取向。OMMT/ZDMA/HNBR纳米复合材料力学性能较高,耐老化性能、高温稳定性较好,符合定子橡胶的性能要求,有着实际应用的可能性,当OMMT/ZDMA理论生成量为10/30时,复合材料具有较好的综合性能。OMMT与气相法白炭黑的并用能取得较好的补强效果,两种填料经过改性后都能在HNBR基质中达到较好的分散状态,能够达到定子橡胶的性能要求,但是综合性能较OMMT/ZDMA/HNBR有一定差距。随着气相法白炭黑比表面积的增大,其拉伸强度、断裂伸长率逐渐下降、门尼黏度逐渐上升。当比表面积为160 m2/g,且其用量为30 phr~40 phr时,气相法白炭黑/HNBR纳米复合材料具有较好的综合性能。气相法白炭黑与N330并用时,在填充量总量的不变的前提下,复合材料硫化特性与门尼黏度比白炭黑单独补强时变化较小。复合材料的力学性能良好,并且有着优异的耐老化性能和良好的高温稳定性。符合高性能定子橡胶的性能要求,有被实际应用的可能性。