天然橡膠熱氧老化性能及分子模擬研究.pdf

1、不飽和橡膠是橡膠材料中的一類，由于橡膠具備其他材料所沒有的高彈性，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)和日常生活中。天然橡膠（NR）是不飽和橡膠中最普遍的一種，其擁有優(yōu)良的物理機(jī)械綜合性能和龐大的產(chǎn)量，是許多工業(yè)原料的首選。但天然橡膠作為不飽和橡膠，其主鏈的不飽和度較高，即主鏈C=C雙鍵含量較高，這就使其容易與氧氣等反應(yīng)，主鏈分子出現(xiàn)不可逆的變化，導(dǎo)致性能的缺失和材料老化。本課題將分子模擬與實驗結(jié)合起來，對不飽和橡膠代表——NR進(jìn)行了老化性能及機(jī)理研究

2、，這對深入了解不飽和橡膠的老化、提高其耐老化性、尋找普適的不飽和橡膠老化研究方法及不飽和橡膠的配方設(shè)計和使用具有積極的指導(dǎo)意義。
　　實驗方面，使用熱氧加速老化方法，對NR的熱氧老化機(jī)理進(jìn)行了研究。紅外結(jié)果表明，NR在老化過程中主要發(fā)生氧化、交聯(lián)和斷裂反應(yīng)，老化產(chǎn)物有脂肪族酯、內(nèi)酯、脂肪族酸、脂肪族醚、側(cè)甲基、過氧化物等，并結(jié)合文獻(xiàn)給出了相關(guān)的反應(yīng)機(jī)理;對紅外結(jié)果進(jìn)行二維相關(guān)分析，得出老化產(chǎn)物生成速率為脂肪族醚＜過氧化物＜脂肪族酯

3、;核磁交聯(lián)密度、差示掃描量熱及動態(tài)力學(xué)熱分析結(jié)果都表明，NR在熱氧老化過程中以交聯(lián)反應(yīng)為主，實驗結(jié)果一致性良好;壓縮應(yīng)力松弛實驗結(jié)果表明，老化溫度的升高和老化時間的增加都會促進(jìn)分子鏈的運動和重排，可與分子動力學(xué)(MD)模擬結(jié)果進(jìn)行對比;引入修正了的標(biāo)準(zhǔn)線性固態(tài)模型（SLS模型）進(jìn)行化學(xué)應(yīng)力松弛分析，結(jié)果表明高溫下NR老化主要發(fā)生氧化反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)，與之前實驗結(jié)論一致性良好;對NR進(jìn)行氧化誘導(dǎo)期實驗，采用兩種non-Arrhenius溫度