不飽和羧酸鹽原位聚合制備遇水膨脹橡膠的性能研究.pdf

1、隨著社會的進步,傳統(tǒng)工藝技術(shù)已不能滿足人們對生產(chǎn)生活的更多要求,因此新技術(shù)逐漸被人們提出并接受。目前,遇水膨脹橡膠(WSR)在生產(chǎn)生活中發(fā)揮著的越來越重要的作用,譬如石油開采中的自膨脹式封隔器、各種管道接頭、止水帶、水敏傳感器等。但傳統(tǒng)工藝存在許多的不足之處,暫時無法克服,如WSR中的親水組分與疏水性基體橡膠相容性差、溶脹后質(zhì)量流失率偏高等缺點。
　　原位聚合法作為一種新興技術(shù),能在微觀范圍內(nèi)改善納米粒子和聚合物之間的界面結(jié)合情況

2、,從而增加兩者之間的相容性,提高了材料的綜合性能。因此近年來發(fā)展十分迅速,在納米復(fù)合材料領(lǐng)域受到越來越多的重視。故本文采用原位聚合不飽和羧酸鹽對橡膠基體進行改性,改善親水組分與疏水性基體橡膠相容性,制備一種低溶失率的遇水膨脹橡膠。論文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.采用原位聚合不飽和羧酸鹽對橡膠基體進行改性,分別研究了不飽和羧酸鹽的用量對丁腈橡膠(NBR)和丁苯橡膠(SBR)力學性能與吸水性能的影響:通過FT-IR分析,不飽和丙

3、烯酸鹽在硫化過程中原位聚合,并且聚合物能夠接枝到橡膠基體;不飽和羧酸鹽聚合物對WSR具有補強效果,隨著該組分的增加,WSR的拉伸強度與吸水性能逐漸增強,但斷裂伸長率下降,溶脹后的質(zhì)量流失率上升,通過SEM觀察得出:當不飽和羧酸鹽為30phr時,其與橡膠基體的分散性最佳;
　　2.考察了過氧化二異丙苯(DCP)、三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)、填料等組分對WSR性能的影響:DCP、TAIC用量的增加,能夠增強WSR的拉伸強度,降低

4、其溶脹后的質(zhì)量流失率,但 WSR的斷裂伸長率和吸水性能也會隨之下降,當DCP和TAIC分別取3phr和1phr時,WSR具有較好的綜合性能;白炭黑與炭黑用量比為20phr/10phr時,WSR的綜合性能最好;PEG的用量為5phr時,能夠加快WSR的吸水速率,并對WSR的力學性能影響較小;竹粉的加入能夠部分提高WSR的硬度與吸水性能,但其他性能方面不甚理想;
　　3.運用正交試驗法分析WSR中各因素對其力學性能和吸水性能的方面的影

5、響,并設(shè)計優(yōu)化配方:通過正交試驗得出對WSR性能影響最為顯著的為不飽和羧酸鹽的用量,其后依次為DCP、TAIC;
　　4.研究了制備所得的WSR的耐環(huán)境性:隨著溶液中pH的升高,WSR吸水平衡后的膨脹倍率的變化趨勢為先上升后下降;溶液中的鹽濃度升高會造成WSR的吸水性能下降,其中與不飽和羧酸鹽同金屬陽離子或者價位高的金屬陽離子的影響更為顯著;
　　5.與傳統(tǒng)共混法制備的WSR進行對比實驗:原位聚合法制備的WSR具有較高的力學