高性能氯磺化聚乙烯(CSM)橡膠復(fù)合材料的研究.pdf

1、氯磺化聚乙烯(CSM)主要是以聚乙烯為原料,經(jīng)過氯化和氯磺化而制得的高飽和鏈結(jié)構(gòu)的彈性體材料。它是一種具有高性能的特種橡膠,耐氣候、耐老化、耐燃、耐化學(xué)介質(zhì)以及機(jī)械性能和電絕緣性等性能優(yōu)異,因而用途廣泛。但是由于其是帶有極性側(cè)基的飽和橡膠,低溫性能較差,而且永久變形大,動(dòng)態(tài)性能不穩(wěn)定等限制了應(yīng)用,因此研究制備綜合性能優(yōu)異的CSM復(fù)合材料對(duì)拓展其應(yīng)用領(lǐng)域是非常有意義的。本課題研究了CSM的增塑體系、阻燃體系、硫化體系、短纖維增強(qiáng)體系以及探

2、索了稀土氧化物對(duì)CSM性能的影響,主要結(jié)果如下所述：
　　 ⑴增塑劑TOTM相對(duì)于增塑劑DOP、TP-95和TP-90B最適合于CSM,既能降低膠料玻璃化溫度和脆性溫度來提高其低溫使用性能,又不對(duì)力學(xué)性能產(chǎn)生大的影響,同時(shí)其不易揮發(fā)和遷移,復(fù)合材料的耐老化性能也得到了保障。TOTM用量增加,材料的低溫性能越好,老化性能也有提高,不過對(duì)阻燃性能和力學(xué)性能稍有影響。
　　 ⑵納米Mg(OH)2可以作為阻燃劑,一方面對(duì)CSM膠

3、料有抑煙阻燃的作用,另一方面作為納米級(jí)的填料,由于納米增強(qiáng)的作用,能夠有效的提高CSM膠料的力學(xué)性能,具有雙重的作用。如果要達(dá)到高阻燃性,納米Mg(OH)2的填充量要達(dá)到100phr以上,膠料的斷裂伸長率會(huì)下降、硬度會(huì)變很大,低溫性能也會(huì)變差,因而我們利用了CSM基體中含有氯元素,向CSM中添加Sb2O3,起到協(xié)同阻燃的作用,大大的提高了阻燃性能,同時(shí)膠料其他性能基本不產(chǎn)生影響。因此納米Mg(OH)2和Sb2O3并用能達(dá)到最佳的效果。<

4、br>　　 ⑶CSM的硫化體系很多,采用雙2,5硫化體系和HVA-2硫化體系的膠料綜合性能最好,其中前者的耐老化性好于后者,而后者的定伸模量要好于前者。采用150℃二段硫化后膠料的性能要比一段硫化的性能好,其中雙2,5硫化體系最佳硫化溫度為170℃而HVA-2硫化體系最佳硫化溫度為160℃,并根據(jù)不同的配方也有最佳的硫化時(shí)間。
　　 ⑷短纖維能夠?qū)SM膠料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),添加少量就有明顯的效果,當(dāng)短纖維為3份時(shí),膠料的定伸模量就增

5、加了100％-300％。不同的短纖維類型對(duì)硫化膠性能影響的程度不一樣,芳綸纖維和尼龍纖維的增強(qiáng)效果要好于聚酯纖維和芳綸漿粕;對(duì)于耐熱空氣老化性能而言,聚酯纖維和尼龍66纖維較好,而芳綸纖維和芳綸漿粕稍差;尼龍66纖維對(duì)脆性溫度的影響最小,其次是聚酯纖維,而芳綸纖維和芳綸漿粕影響較大;從整體上看,尼龍66的綜合性能最好。
　　 ⑸稀土氧化物對(duì)CSM硫化膠的性能也有一定的影響,能夠稍微提高硫化膠的基本力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和耐熱空氣老化