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包封套材料的配方研究及性能评价

作　者: 田苗
导　师: 赵素合
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 包封套硫化胶囊丁基橡胶拉伸永久变形应力松弛
分类号: TQ330.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 36次
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内容摘要

包封套是预硫化翻胎工艺中的胎面二次硫化的固定附件。由于是用于硫化轮胎的中间过渡产品,使用中要经受多次加热冷却和反复拉伸压缩曲挠等不规则的变形和热氧作用。其形变性能和使用寿命分别影响翻胎质量和翻胎的经济成本。本文对美国进口包封套进行配方剖析,并初步设计出性能评价方法。本文首先采用裂解红外、EDX能谱、XPS、透射电镜和DSC剖析进口包封套材料的结构组成,并对其力学性能和高温下的拉伸永久变形性能进行刨分测试,获得了目标基础数据。设计了三种共混胶料的配方。其一是研究了丁基橡胶(IIR)为基体的包封套材料配方,通过树脂用量、炭黑品种及用量、硫化时间、软化剂用量调配确定了较佳的丁基胶包封套配方,但整个体系的胶料的模量、撕裂性能和和硫化性能欠佳,考虑了并用CR来改善IIR性能上的不足。其二是研究了CR用量对IIR胶料力学性能和热拉伸永久形变性能的影响,进一步调整体系的树脂用量、炭黑品种及用量、硫化时间,获得了性能与进口产品接近的包封套胶料。为了进一步提高制品的热拉伸永久变形性能以及使用寿命,在不影响使用寿命的条件下,采用并用10份左右的EPDM提高IIR的拉伸永久变形性能和加工性能。本文通过研究树脂用量、炭黑品种、炭黑用量及硫化程度分别对IIR和ⅡR/CR硫化胶料以及CR用量对ⅡR/CR硫化胶料在120℃热拉伸永久变形性能和120℃应力松弛性能,发现如果应力松弛速度越快,相同温度下的热拉伸永久变形则越大。首次提出了用应力松弛评价包封套材料拉伸永久变形性能评价方法。实验研究确定了综合性能较佳的包封套胶料的配方及硫化工艺为：ⅡR 95, CR 5.0, ZnO 5.0,树脂10,炭黑N33050,白凡士林5.0,SA 1.0；硫化条件为175±2℃×t90。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-15
第一章绪论  15-33
  1.1 轮胎翻胎技术  15-18
    1.1.1 国内外轮胎翻新状况  15-16
    1.1.2 轮胎翻新技术简介  16-18
  1.2 硫化包封套  18-23
    1.2.1 硫化包封套的介绍  18-20
    1.2.2 硫化包封套的性能要求  20-21
    1.2.3 优化硫化包封套的方法  21-23
  1.3 硫化包封套的配方选择  23-30
    1.3.1 丁基橡胶简介  23-25
    1.3.2 卤化丁基橡胶简介  25-26
    1.3.3 硫化包封套胶料的配方设计  26-30
  1.4 本课题提出的依据、目的和意义及研究内容和创新之处  30-33
    1.4.1 本课题的立论依据、目的和意义  30-31
    1.4.2 本课题的主要研究内容  31
    1.4.3 本课题的创新点  31-33
第二章实验部分  33-43
  2.1 实验原材料及配方  33-38
    2.1.1 实验原材料  33
    2.1.2 实验配方  33-38
  2.2 实验测试仪器及方法  38-41
    2.2.1 实验测试仪器  38-39
    2.2.2 常规力学性能测试  39-40
    2.2.3 动态力学性能及应力松弛曲线测试  40
    2.2.4 热拉伸永久变形的测试  40-41
    2.2.5 样品的成分表征  41
  2.3 制备工艺  41-43
    2.3.1 炼胶工艺  41
    2.3.2 硫化工艺  41-42
    2.3.3 预分散树脂的制备工艺  42-43
第三章结果与讨论  43-87
  3.1 样品的性能剖析  43-48
    3.1.1 样品的基本力学性能  43-44
    3.1.2 样品的组成分析  44-46
    3.1.3 小结  46-48
  3.2 丁基胶包封套的配方及性能研究  48-62
    3.2.1 白凡士林用量对胶料机械性能的影响  48-49
    3.2.2 ZnO用量对胶料机械性能的影响  49-51
    3.2.3 树脂用量对胶料性能的影响  51-53
    3.2.4 炭黑品种对IIR胶料性能的影响  53-56
    3.2.5 炭黑用量对性能的影响  56-58
    3.2.6 不同硫化时间对胶料机械性能和拉伸永久变形性能的影响  58-60
    3.2.7 硫化温度的影响  60
    3.2.8 小结  60-62
  3.3 氯丁胶对丁基软胶模胶料的改性研究  62-77
    3.3.1 预分散树脂对IIR/CR体系性能的影响  62-64
    3.3.2 氯丁胶用量对IIR/CR体系性能的影响  64-66
    3.3.3 树脂用量对IIR/CR体系性能的影响  66-68
    3.3.4 炭黑品种对IIR/CR体系的影响  68-71
    3.3.5 炭黑用量对IIR/CR性能的影响  71-73
    3.3.6 不同硫化时间对IIR/CR体系胶料机械性能和拉伸永久变形的影响  73-75
    3.3.7 老化试验  75
    3.3.8 小结  75-77
  3.4 EPDM对IIR包封套胶料的改性研究  77-87
    3.4.1 EPDM用量对力学性能的影响  77-82
    3.4.2 EPDM在IIR/EPDM复合材料中的分散型态  82-83
    3.4.3 不同种类的炭黑对IIR/EPDM性能的影响  83-85
    3.4.4 混合硫化体系IIR/EPDM性能  85
    3.4.5 小结  85-87
第四章总结  87-89
参考文献  89-91
致谢  91-93
研究成果及发表的学术论文目录  93-95
作者和导师简介  95-97
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  97-98

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