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甲基丙烯酸锂及稀土化合物LaCl_3改性乙烯—醋酸乙烯酯橡胶的研究

作　者: 崔霞
导　师: 张勇；任文坛
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料学
关键词: 乙烯-醋酸乙烯酯甲基丙烯酸锂体积电阻氯化镧
分类号: TQ330.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 77次
引　用: 1次
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内容摘要

本论文研究了不饱和羧酸盐甲基丙烯酸锂（LiMAA）对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶（EVM）的增强效果,研究了EVM/LiMAA混炼胶的硫化性能以及硫化胶的力学性能、交联结构和形态结构等。本论文研究了稀土化合物氯化镧（LaCl₃）对EVM/LiMAA硫化胶力学性能、电阻率和热稳定性以及交联结构的影响,探索了LaCl₃在硫化胶中的作用效果和机理。通过原位合成技术在EVM纯胶中生成LiMAA,研究结果表明,LiMAA在EVM混炼胶的硫化过程中起了助交联剂作用,随着LiMAA生成量的增加,硫化速度和硫化程度大幅度增加。在硫化剂DCP用量为3份、LiOH/MAA的摩尔比为1/1的条件下,LiMAA生成量为30份时,原位生成LiMAA增强的EVM硫化胶具有十分优异的力学性能,其拉伸强度、100%定伸应力、扯断伸长率和撕裂强度分别可达到30.9MPa、12.2MPa、383%和93.4kN·m-1。扫描电子显微镜（SEM）分析表明,原位合成的LiMAA在EVM硫化胶形成直径约10¹～10²nm的粒子团。选用具有较好综合力学性能的EVM/LiMAA（100/30）体系为基体,研究稀土化合物LaCl₃对硫化胶性能的影响。低添加量的LaCl₃对EVM/LiMAA硫化胶的力学性能影响较小,而高添加量的LaCl₃会显著降低硫化胶的大多数力学性能。LaCl₃的加入,显著提高了EVM/LiMAA硫化胶的热空气老化性能,一定程度上提高了硫化胶的热稳定性。当LaCl₃用量超过10份时,老化后硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率的保持率大于90%。LaCl₃的加入显著降低了EVM/LiMAA硫化胶的电阻率。当LaCl₃用量为10份时,EVM/LiMAA（100/变量）硫化胶的体积电阻率降低了两个数量级左右。随着LaCl₃用量增加,EVM/LiMAA（100/30）硫化胶体积电阻率呈先减小后增大的变化趋势,最低可达到3.00×10¹⁰Ω·cm。这表明LaCl₃的加入使得硫化胶由绝缘性物质转变为抗静电性物质,但加入量过大反而不利于硫化胶电阻率的降低。因为稀土离子具有强吸水作用,所以本文考察了添加LaCl₃后硫化胶体积电阻率随吸水率增大而变化的规律。结果表明,随着吸水率的增加,硫化胶的体积电阻率急剧下降,硫化胶由抗静电性物质转化为导电性物质。加入LaCl₃的硫化胶吸水率高于10%时,体积电阻率可达10⁴Ω·cm左右。核磁共振（NMR）及傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析结果表明,在EVM/LiMAA/LaCl₃硫化胶中La³⁺可能与MAA-发生了配合作用。这将会减弱Li⁺与MAA-之间的作用,导致EVM/LiMAA/LaCl₃硫化胶中Li⁺比EVM/LiMAA中的Li⁺更自由,从而降低EVM/LiMAA硫化胶的电阻率。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
本文使用的主要缩写词及符号  8-10
第1章绪论  10-29
  1.1 稀土元素的特点及其在橡胶工业中的应用  10-14
  1.2 不饱和羧酸盐增强橡胶  14-19
  1.3 抗静电和导电聚合物  19-23
  1.4 本论文的研究目的和主要内容  23-24
  参考文献  24-29
第2章原位合成甲基丙烯酸锂增强EVM  29-40
  2.1 引言  29
  2.2 实验部分  29-32
  2.3 结果与讨论  32-38
  2.4 本章小结  38
  参考文献  38-40
第3章 LACL_3对EVM/LIMAA 混合体系的改性作用  40-48
  3.1 引言  40
  3.2 实验部分  40-42
  3.3 结果与讨论  42-46
  3.4 本章小结  46
  参考文献  46-48
第4章 LACL_3对EVM/LIMAA 硫化胶电学性能的影响  48-56
  4.1 引言  48
  4.2 实验部分  48-50
  4.3 结果与讨论  50-55
  4.4 本章小结  55
  参考文献  55-56
第5章全文总结  56-58
致谢  58-59
攻读学位期间发表的论文  59

甲基丙烯酸锂及稀土化合物LaCl_3改性乙烯—醋酸乙烯酯橡胶的研究

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