用户名: 密码: 验证码:
氟橡胶/氯醚橡胶共混物的制备及性能研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特点,是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术及其他工业部门不可缺少的材料。尽管氟橡胶具有许多优异的性能,但是也存在模压流动性差、压缩永久变形过大、生胶加工工艺性能不理想,硫化胶的物理性能不好协调,如硬度偏高等不足。
     本课题采用机械共混的方法,将氟橡胶与二元共聚型氯醚橡胶共混,对246型氟橡胶进行改性研究。探讨研究共混比、硫化体系、补强剂、软化剂和防老剂等配方因素对FKM/ECO共混物硫化特性、共混硫化胶的物理机械性能、耐热老化性能、耐油性能、高温压缩永久变形性能以及动态力学性能的影响。
     搜索现代文献发现,有关氟橡胶与氯醚橡胶共混的研究报道极为鲜见。本课题采用机械共混方法,选择合适的共混比和共硫化剂,适宜的混炼工艺条件,制备综合性能优异的FKM/ECO并用胶,达到改善氟橡胶缺点的目的,为今后FKM/ECO工程应用提供参考数据。
     研究结果表明:TCY/TRA硫化体系能较好的硫化FKM/ECO共混胶,并使其共混胶具有优异的操作安全性、硫化胶具有较好的物理机械性能和耐油性能。TCY用量为2.5~3.0份时,共混胶料具有较好的硫化特性和较优异的物理机械性能。DMA测试结果表明,当ECO含量低于20份时,两种胶料的相容性较好。并入ECO,会导致共混胶的物理机械性能、耐油性能和耐热老化性能的下降,但可以改善胶料的高温压缩永久变形性能和低温性能。当采用N220补强体系,用量为30~40份时,可以获得较好的物理机械性能和低温性能。采用DOP为软化剂,能使共混硫化胶具有较好的物理机械性能和耐油性能,并能明显改善其低温性能,用量5份时为佳。采用防老剂RD和防老剂4010NA的共混硫化胶具有较快的硫化速度,较高的老化性能保持率、较好的耐油性能和较低的高温压缩永久变形。
     研究数据显示:当FKM/ECO共混比为80/20,硫化体系采用TCY/TRA,且当并用比2.5:1.0时,其共混硫化胶的性能达到较理想状态,拉伸强度为17.3Mpa,扯断伸长率为127%,硬度为85度。
Fluoro-rubber (FKM), widely used in sophisticated science and technology such as themodern aviation industry, and aerospace industry, is a kind of Special Rubber with excellentheating-aging property and several chemicals-resistance. However, its further application islimited because of the poor performance in the mechanical qualities and processing property,especially in the compression set and the low-temperature property.
     The subject takes research on the epichlorohydrin rubber (ECO)/FKM blends to modifythe properties of F246 by mechanical blending. It systematically studied the effect of FKM/ECO blends rubber vulcanizing system, FKM/ECO blend ratio, reinforcement system,softener system and the antioxidant system on vulcanized properties, mechanical properties,heat aging properties, oil resistance and high temperature compression deformation of FKM/ECO blends.
     It’s found that reports on this field are still rare after searching recent literatures. Thisresearch fabricates FKM/ECO rubber with good general properties, which rectifies theshortage of FKM, by mechanical blending with chosing appropriate blend ratio and curingagent. Such research provides useful reference for future application.
     It is showed from the research that TCY/TRA curing system can vulcanize the FKM/ECOblends, made the blends had excellent operational security, and the vulcanizates have goodcross-linking density, mechanical properties and oil resistance. The result of DMA showedthat the FKM/ECO blend had better vulcanization characteristics while the dosage of TCY inthe blend is 2.5 phr. The addition of ECO would bring down the mechanical, oil-resistanceand heating-aging properties of FKM/ECO blend, but could enhance the compression set andthe low-temperature property. It’s a suitable co-reinforcing system of N220, and the amount inthe blend about 30~40phr would obtain better reinforcement result and lower temperatureperformance. The use of polar softening agent, such asDOP for 5phr, could enable the blendshave good mechanical properties and oil resistance, and improve the low performance. TheFKM/ECO blend with antioxidant RD and 4010NA co-aging system would gain a fastercuring speed, higher maintaining rate of aging, better oil resistance and lower hightemperature compression set performance.
     The experimental data shows that while the blending ratio of FKM/ECO is 80/20,usingTCY/TRA as curing system with a ratio of 2.5: 1.0, the blending rubber has good properties:17.3 Mpa for tensile strength, 127% for elongation at break and 85 degree for hardness.
引文
[1]金栋.氟橡胶的生产改性及加工技术进展[J].有机氟工业,2009,(3):48-51
    [2]萧楠.氟橡胶的应用与开发[J].中国石油和化工,2005,(03):26-29
    [3]滕名广.氟化工行业形势分析和氟产品发展的一些思路[J].有机硅氟资讯, 2008,(09) :11-12
    [4]林原.氟橡胶及其在冶金、汽车和油田橡胶密封中的应用现状及前景[J].润滑与密封,2000,(02):62-64
    [5]魏晓峰.中国有机氟工业发展现状及新商机[J].有机氟工业, 2002,(01):15-20
    [6]刘伯南.我国氟化工发展现状和氟资源的保护[J].有机氟工业, 2008,(03):18-20
    [7]张在利,曾子敏,李嘉氟橡胶性能、应用及我国氟橡胶工业发展现状[J].化工新型材料,2003,31(2):9-12
    [8]蔡树铭.国内外氟橡胶的技术对比[J].辽宁化工,1992,(6):26-30
    [9]黄家明.特种橡胶在我国橡胶制品中的应用及发展[J].化工新型材料,2000,(2):94
    [10]谢忠麟.特种橡胶应用新进展[J].化工新型材料, 2008,(08):1-4
    [11]李嘉.我国氟橡胶产业面临的机遇与挑战[J].化工新型材料, 2008,(08):14-16
    [12]王建中,我国含氟聚合物发展趋势[J].有机氟工业,2006(4):28-30
    [13]许炳才,王晓冬. TCY的应用开发现状[J].橡胶工业,1999,46(9): 564-566
    [14]柳洪超等.氟醚橡胶的性能及其应用[J].化工新型材料.2007,35(4):11-24
    [15]刘岭梅,氟橡胶的性能及应用概述[J].有机氟工业.2001(2):5-7
    [16]蔡树铭等,,氟橡胶的性能和加工要点[J].中国橡胶.2000,(22):20-22
    [17]氟树脂的种类和特性[OL ]http://www.daikinchem.com.cn/2839/2756/2757/list_cpjszy_1_1.htm, 2006207225
    [18]柳洪超,吴立军,尤瑜生,刘元俊,安振合.氟醚橡胶的性能及其应用[J].化工新型材料, 2007,35(4): 11-13
    [19]王作龄.最新橡胶工艺原理(九)[J].世界橡胶工业,2003,31(6): 46-51
    [20]刘伟等,吸酸剂和加工助剂对246型氟橡胶耐高温性能的影响[J].橡胶工业.2007,(4):154-157
    [21]金栋等,氟橡胶的生产改性及加工技术进展[J].有机氟工业.2009,(3):48-51
    [22]周童杰,张祥福,张勇. EPDM/氟橡胶的动态硫化[J].橡胶工业, 999,46(10):579-582
    [23]赵光贤.橡胶共混和橡塑共混[J].世界橡胶工业,2007,34(4): 17-21
    [24]奥本忠兴等,赵志正译.丁腈橡胶与氟橡胶的共混性[J].橡胶参考资料,1985(5):52-59
    [25]魏伯荣,刘郁扬.氟橡胶与丁腈橡胶并用的研究[J].特种橡胶制品, 1999,20(6):6-9
    [26]王川里等,共混比对ACM/FKM共混胶性能的影响[J].特种橡胶制品,2009(2):11-14
    [27]佚名编译.氯醇橡胶.橡胶参考资料.1973,( 8):1~47
    [28]谢遂志.刘登祥.周鸣峦.橡胶工业手册(第一分册)[M].北京:化学工业出版社,1998: 689
    [29]王正岩.李程.张雅萍.氯醇橡胶的生产和应用[J].中国氯碱, 1996, 4: 30-31
    [30]佚名.氯醚橡胶的市场需求及预测[J].橡胶参考资料,2008(5):44
    [31]松本一弥,陈丽译.提高表氯醇类橡胶的功能性.橡胶参考资料.1991,(7):33~43
    [32]谢洪泉.余光泉.合成氯醇橡胶用高效催化剂的组成及其性质的探讨[J].合成橡胶工业. 1978, (5): 21-25
    [33]谢忠麟.橡胶的环保问题及对策.橡胶工业[J].橡胶工业. 2002, 49(2): 106-114
    [34]王善熙,张振福.氯醚橡胶的硫化及应用研究.合成橡胶工业.1986,5:357~360
    [35]杜喜林,郝相诚,杜国忠等.氯醇橡胶的性能及在制冷压缩机密封中的应用.特种橡胶制品.1998,5:19~21
    [36]C.Stanescu,Busharest,谭鹏云译.丙烯酸酯橡胶与氯醇橡胶和氟橡胶并用对其硫化胶物理和化学性能的影响.橡胶参考资料.1980,10:678~688
    [37]лысоваг.А,陈根度.丙烯酸酯橡胶与氯醇橡胶共混胶的性能.橡胶参考资料.1987,11:720~722
    [38]刘玉强.丙烯酸酯橡胶的共混改性.橡胶工业.2001,48(3):177~181
    [39]唐坤明.聚丙烯酸酯橡胶/氯醚橡胶共混物性能的研究.橡胶工业.1998,45(4):209~213
    [40]赵鑫,曾繁涤.氯醚橡胶/氯化聚乙烯共混物的性能研究.橡胶工业.1998,45(9):528~531
    [41]ЮрцeваЕ.C,ДонцовА.А.,ХованскаяН.д.等,陈度根译.氯磺化聚乙烯和氯醇橡胶-制造耐热耐油耐臭氧橡胶制品有前途的弹性体.橡胶参考资料.1992,12:10~12
    [42]赵鑫,曾繁涤,汪雨明等.氯化聚乙烯/氯醇橡胶胶粘剂性能的研究.中国胶粘剂.1996,5(6):1~3
    [43]谢忠麟,庞秀艳.硫化体系对二元共聚氯醚橡胶性能的影响[J].橡胶工业,2005(52): 213-217
    [44]Kunio Mori. Yoshiro Nakamura. Improvement of Sour Gasoline Resistance forEpichlorohydrin Rubber. Rubber Chemistry and Technology[J]. 1984, 57(4): 665-674
    [45]Kinro Hashimoto,王进文译.特种橡胶在汽车中应用(4).橡胶参考资料.1999,(10):20~28
    [46]王正岩,李程,张雅萍.氯醇橡胶的生产和应用.中国氯碱.1996,4:30~31
    [47]黄家明.特种橡胶在我国橡胶制品中的应用及开发.橡胶工业.2000,47(2):94~98
    [48]张安银.我国氯醇橡胶现状及促进其发展的意见.合成橡胶报道.1990,3:1~6
    [49]D.G.Young. J.A.Danik.程宝家.范汝良译.温度对橡胶制品疲劳龟裂的影响[J].橡胶译丛. 1996, 1: 58-63
    [50]D.G.Young. J.A.Danik. Effects of Temperature on Fatigue and Fracture [J]. RubberChemistry and technology. 1994, 67(1): 137-147
    [51]郑学伟编译.氯醚橡胶的导电性能及其与温度和湿度间的关系.世界橡胶工业.1999,(3):9~12
    [52]W.霍夫曼.橡胶硫化与硫化配合剂[M].王梦蛟.曾泽新.汪岳新译.北京:石油化学工业出版社, 1978: 1-13
    [53]谢忠麟,庞秀艳.硫化体系对二元共聚氯醚橡胶性能的影响[J].橡胶工业,2005(52): 213-217
    [54]孙立军,罗权焜硫化剂TCY对CO/ECO共混物性能的影响橡胶工业,2003(50):210-212
    [55]孙立军,罗权焜硫化体系对CO/ECO共混胶压缩永久变形的影响合成材料老化与应用,2006(1):16-18
    [56]李业成,罗权焜促进剂TMTD对CO/ECO并用胶性能的影响2004(51):151-153
    [57]李志伟,王迪珍,程万里.二段硫化条件对共聚型氯醚橡胶性能的影响[J].橡胶工业,2003(50): 271-274
    [58]邵壮,赵素合,苗亚男.硫化剂TCY在ECO胶料中的应用[J].橡胶工业,2004(51):721-723
    [59]许炳才,王晓冬.TCY的应用开发现状.橡胶工业.1999,46(9):564~567
    [60]罗宁,张隐西.用2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪共硫化聚氯乙烯/丁腈橡胶共混物的研究.橡胶工业.1991,38(7):394~399
    [61]Helfride Ehrend,邹萍译.氯醇弹性体的交联体系.橡胶参考资料.1987,(8):37~45
    [62]Y.Matoba,刘晓冬译.新型氯醚橡胶交联体系.橡胶译丛.1992,1:27~30;
    [63]Y.Matoba,郭宏盛译.表氯醇橡胶用新型交联体系.橡胶参考资料.1990,3:15~18
    [64]孙立军.CO/ECO共混胶性能的研究[D].广州:华南理工大学,工学硕士学位论文,2003
    [65]ΑрхаНгелЬсκаЯв.н,刘印文译.丙烯酸酯、丁腈和氯醇弹性体的对比特性.橡胶参考资料.1986,(5):10~27
    [66]浅田泰司,蒋坚伟译.模具污染及其措施——氯丁橡胶.橡胶参考资料.1986,7:40~46
    [67]朱敏.橡胶化学与物理[M].北京:化学工业出版社. 1984, 12: 251-281, 376-384
    [68]W. Salgueiro. A. Somozaa. A.J. Marzocca, et al Evolution of the crosslink structure inthe elastomers NR and SBR [J]. Radiation Physics and Chemistry. 2007, 76(2):142-145
    [69]K. Habeeb Rahiman. G. Unnikrishnan. A. Sujith, et al Cure characteristics andmechanical properties of styrene–butadiene rubber/acrylonitrile butadiene rubber [J].Materials Letters. 2005, 59(6): 633-639
    [70]Alex S. Sirqueira. Bluma G. Soares. The effect of mercapto- and thioacetate-modifiedEPDM on the curing parameters and mechanical properties of natural rubber/EPDMblends [J]. European Polymer Journal. 2003, 39(12): 2283-2290
    [71]沈家瑞,贾德民.聚合物共混物与合金.第一版.华南理工大学出版社.1999,1~7
    [72]陈耀庭.橡塑并用共混原理及应用系统讲座(一).橡胶工业.1982,2:42~47
    [73]M.T.Shaw.Study of polymer-polymer Solubility Using a Two-Dimensional SolubilityParameter Approach.Journal of Applied Polymer Science 1974,18(2):449~472
    [74]赵孝彬,杜磊,张小平等.聚合物共混物的相容性及相分离.高分子通报.2001,4:75~80
    [75]吴祥龙.并用橡胶的共硫化.橡胶工业.1981,11:1~7
    [76]饶秋华,晏欣,邓淑珍,宋玉苏.橡胶共混中的硫化不相容性.合成橡胶工业, 2001,24(4): 249~251
    [77]平川弘,王作龄.橡胶并用.天津橡胶, 2000(2): 39~48
    [78]朱敏主编.橡胶化学与物理[M].北京:化学工业出版社, 1984,12:
    [79]钱丽丽等.氯醚橡胶/氟橡胶共混物性能的研究[J].特种橡胶制品.2009, 30(2),40~42
    [80]王川里.丙烯酸酯橡胶/氟橡胶共混物的制备及性能研究[D].广州:华南理工大学,工学硕士学位论文, 2009
    [81]潘启聪.丙烯酸酯橡胶/氯醚橡胶共混物的制备及性能研究[D].广州:华南理工大学,工学硕士学位论文, 2009
    [82]Susanta Mitra. Chemical degradation of fluoroelastomer in an alkaline environment [J].Polymer Degradation and Stability.2004,83:195-206
    [83]朱敏主编.橡胶化学与物理[M].北京:化学工业出版社, 1984,12: 239-241
    [84]谢遂志,刘登祥,周鸣峦主编.橡胶工业手册第一分册[M].北京:化学工业出版社,1998: 601-603
    [85]A.S.Farid.赵红娟译.各种吸酸剂对氯醚弹性体应力松弛及永久变形性能的影响[J].橡胶参考资料, 2000, 30(7): 38-45
    [86]李贺.我国特种合成橡胶的现状及技术进展[J].中国橡胶, 2002, 18(7): 17-27
    [87]刘生辉.魏伯荣.耐油橡胶的研究应用进展[J].特种橡胶制品. 2002, 23(5): 53-56
    [88]秦亚萍,刘子如等.高聚物的低温动态力学性能[J].火炸药学报, 1999,2:47- 49.
    [89]何曼君,陈维孝,董西侠编.高分子物理修订版.化学工业出版社, 2001. 114~119,228~260
    [90]朱龙晖,罗权焜.炭黑对IIR/CIIR共混硫化胶压缩弹性模量的影响[J].合成材料老化与应用.2002,(3),8~12
    [91]王梦蛟,龚怀耀,薛广智.橡胶工业手册(第2分册).北京:化学工业出版社, 1989.308
    [92]陈新中.炭黑性质对胶料焦烧性能的影响[J].中国橡胶, 2006, 22(21): 33-34
    [93]J. Wootthikanokkhan and P. Tunjongnawin. Investigation of the effect of mixingschemes on cross-link distribution and tensile properties of natural–acrylic rubberblends. Polymer Testing. 2003, 22(3): 305~312
    [94]C. Radhesh Kumar and J. Karger–Kocsis. Curing and mechanical behavior ofcarboxylated NBR containing hygrothermally decomposed polyurethane. EuropeanPolymer Journal. 2002, 38(11): 2231-2237
    [95]Soney C. George, Manfred kn?rgen and Sabu Thomas. Effect of nature and extent ofcrosslinking on swelling and mechanical behavior of styrene–butadiene rubbermembranes. Journal of Membrane Science. 1999, 163(1): 1~17
    [96]王梦蛟,龚怀耀,薛广智.橡胶工业手册(第2分册).北京:化学工业出版社, 1989.308-310
    [97]平川弘,王作龄.橡胶并用.天津橡胶, 2000(2): 39~48
    [98]景志坤.炭黑在塑料(或橡胶)中的作用[J].塑料科技, 1994, 1: 14-18
    [99]徐文颐,杨群生,汪鸣,耐油耐酸碱皮鞋大底胶料配方的研究,特种橡胶制品,1994, 15(6), 14~17
    [100]朱敏.橡胶化学与物理.北京:化学工业出版社, 1984. 204-332
    [101]徐珊.罗权焜.影响CR/CIIR硫化胶耐热老化性能的因素[J].特种橡胶制品,2006, 27(2): 9-12
    [102]傅政.橡胶材料性能与设计应用[M].北京:化学工业出版社, 2003: 287
    [103]朱玉俊.弹性体的力学改性——填充补强及共混[M].北京:科学技术出版社,1992: 35-121
    [104]武卫莉. ACM/FKM并用胶耐热性和耐油性研究[J].弹性体, 2002,(05)
    [105] S. D. Gehman. Theory of random filler dispersions in rubber [J]. Rubber Chemistryand Technology, 1962, 35(4): 819-832
    [106]《橡胶工业手册》编写小组.橡胶工业手册(第二分册)[M].北京:石油化学工业出版社, 1976: 164-167, 193- 196, 252-272
    [107] Enver Demirhan. Fatma Kandemirli. Mithat Kandemirli, et al Investigation of thephysical and rheological properties of SBR-1712 rubber compounds by neural networkapproaches [J]. Materials and Design, 2007, 28(5): 1737-1741
    [108]朱敏庄.橡胶工艺学[M].广州:华南理工大学出版社, 1993: 32-114,32-103

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700