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动态硫化法丁腈橡胶/尼龙6热塑性弹性体的制备和性能研究

作　者: 张世甲
导　师: 伍社毛
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 丁腈橡胶 尼龙6 羟基丁腈橡胶 热塑性弹性体 动态硫化 相态结构 增塑剂 增容剂
分类号: TQ334.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本论文应用动态硫化方法制备丁腈橡胶(NBR)/尼龙6(PA6)热塑性弹性体(TPV),主要从物理性能、微观相态结构和加工流变性能三个方面研究了配方中各组分以及双螺杆挤出机加工工艺对NBR/PA6 TPV(?)性能的影响,并制备相态结构较理想、物理性能优异且易于加工的NBR/PA6 TPV。重点对HVA-2/DM和SP-1045/SnCl2硫化体系制备的TPV进行研究,由动态硫化特性曲线讨论了动态硫化过程中各阶段体系物料状态的变化以及动态硫化特性曲线对双螺杆挤出机制备NBR/PA6 TPV的指导意义,并对硫化剂用量对材料制备性能的影响,确定最佳硫化配合体系。选用三种丙烯腈(ACN)含量不同的丁腈橡胶和尼龙6制备NBR/PA6 TPV,考察丙烯腈含量对制备材料性能的影响。考察不同橡塑比对制备NBR/PA6 TPV的物理性能、相态结构和流变性能的影响。选用不同增塑剂考察对制备TPV性能的影响,重点考察针对TPV的橡胶相和尼龙相分别采用增塑剂AC-316A和正丁基苯磺酰胺制备NBR/PA6 TPV性能的影响。研究通过并用带有反应性官能团羧基的羧基丁腈橡胶和丁腈橡胶增容NBR/PA6 TPV,进一步提高材料的综合性能。对双螺杆挤出工艺参数温度和转速的研究,温度和转速对动态硫化工艺制备TPV都存在正负两方面的影响：升高温度可以加快硫化反应的进行,同时带来物料熔融过度导致剪切力传递效率降低和破碎不充分的问题；提高转速可以提高作用于物料剪切力,提高破碎和分散效率,同时由于转速加快使物料在机筒中停留时间缩短,导致硫化不充分,或者双螺杆来不及完成破碎和分散的作用。寻找合适的转速和双螺杆挤出机各段温度参数制备性能优异的NBR/PA6 TPV。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-16
第一章 绪论  16-30
  1.1 TPV概述  16-19
    1.1.1 TPV概念  16
    1.1.2 TPV相态结构  16-18
    1.1.3 动态硫化  18-19
  1.2 TPV的加工制备工艺  19-22
    1.2.1 双辊筒炼塑机(开炼机)制备工艺  19-20
    1.2.2 密炼机制备工艺  20
    1.2.3 双螺杆挤出机制备工艺  20-22
  1.3 TPV的实际应用  22-25
    1.3.1 TPV的成型方法  22
    1.3.2 TPV的应用领域  22-24
    1.3.3 TPV的国内外市场概况  24-25
  1.4 TPV的研究进展  25-27
    1.4.1 主要种类TPV研究进展  25-26
    1.4.2 NBR/PA TPV的研究进展  26-27
  1.5 本课题研究的内容和意义  27-30
第二章 实验部分  30-38
  2.1 实验原材料  30
  2.2 实验设备及测试仪器  30-31
  2.3 实验配方  31-32
    2.3.1 HVA-2/DM硫化体系的配方  31-32
    2.3.2 酚醛树脂SP-1045/SnCl_2硫化体系的配方  32
    2.3.3 增塑剂和增容剂研究的配方  32
  2.4 实验方法  32-33
    2.4.1 开炼机上动态硫化  32-33
    2.4.2 Haake流变仪上动态硫化  33
    2.4.3 双螺杆挤出机上动态硫化  33
  2.5 NBR/PA12 TPV性能测试方法  33-35
    2.5.1 静态力学性能测试  33
    2.5.2 压缩永久变形测试  33-34
    2.5.3 耐溶剂性能测试  34
    2.5.4 微观结构测试  34
    2.5.5 差示扫描量热(DSC)分析  34
    2.5.6 TPV动态硫化曲线测试  34-35
    2.5.7 流变性能测试  35
  2.6 有关数据处理的计算公式  35-38
    2.6.1 压缩永久变形性能  35
    2.6.2 耐溶剂性测试  35-36
    2.6.3 流变试验数据处理方法  36-38
第三章 结果与讨论  38-76
  3.1 不同丙烯腈含量NBR对NBR/PA6 TPV性能的影响  38-40
    3.1.1 不同丙烯腈含量NBR对NBR/PA6 TPV物理性能的影响  38-39
    3.1.2 不同丙烯腈含量NBR对NBR/PA6 TPV微观相态结构的影响  39
    3.1.3 本节小结  39-40
  3.2 硫化体系对NBR/PA6 TPV性能的影响  40-45
    3.2.1 硫化体系对NBR/PA6 TPV硫化特性曲线的影响  40-42
    3.2.2 硫化体系对NBR/PA6 TPV物理性能的影响  42-43
    3.2.3 硫化体系对NBR/PA6 TPV微观相态结构的影响  43-44
    3.2.4 硫化体系对NBR/PA6 TPV的热力学分析  44
    3.2.5 本节小结  44-45
  3.3 NBR/PA6橡塑比对NBR/PA6 TPV性能的影响  45-52
    3.3.1 NBR/PA6橡塑比对HVA-2/DM硫化体系制备NBR/PA6 TPV性能的影响  45-48
    3.3.2 NBR/PA6橡塑比对SP-1045/SnCl_2硫化体系制备NBR/PA6 TPV性能的影响  48-51
    3.3.3 本节小结  51-52
  3.4 硫化剂用量对NBR/PA6 TPV性能的影响  52-58
    3.4.1 HVA-2/DM用量对NBR/PA6 TPV性能的影响  52-54
    3.4.2 SP-1045/SnCl_2用量对NBR/PA6 TPV性能的影响  54-57
    3.4.3 本节小结  57-58
  3.5 增塑剂对NBR/PA6 TPV性能的影响  58-67
    3.5.1 不同种类增塑剂对NBR/PA6 TPV性能的影响  58-60
    3.5.2 AC-316A用量对NBR/PA6 TPV性能的影响  60-63
    3.5.3 正丁基苯磺酰胺用量对NBR/PA6 TPV性能的影响  63-66
    3.5.4 本节小结  66-67
  3.6 XNBR对NBR/PA6 TPV的增容作用  67-71
    3.6.1 不同种类增塑剂对NBR/PA6 TPV物理性能的影响  67-68
    3.6.2 XNBR用量对NBR/PA6 TPV性能的影响  68-70
    3.6.3 本节小结  70-71
  3.7 双螺杆挤出机工艺参数对NBR/PA6 TPV性能的影响  71-76
    3.7.1 双螺杆挤出机温度对NBR/PA6 TPV性能的影响  71-73
    3.7.2 双螺杆挤出机螺杆转速对NBR/PA6 TPV性能的影响  73-75
    3.7.3 本节小结  75-76
第四章 结论  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-84
研究成果及发表的学术论文  84-86
作者及导师简介  86-87
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  87-88

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 热塑性弹性体 > 聚烯烃弹性体
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