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目 录7 t6 u5 k6 ~$ x! Q& q2 I" O' y
[摘要] - 2 -
: {& h6 L" T& I1.前言 - 5 -
2 J0 _! B- D! N: {1.1并用与共混的概念 - 5 -
0 ~$ I: C% J- N& Y+ D6 u1.2并用共混的发展历史 - 5 -4 c) V$ c1 t+ X
1.3并用共混的优点 - 5 -! ^" ]0 `( G3 |# D9 c, c1 K
1.4 NBR/PVC的共混 - 6 -. k: |* _$ R z& O
1.4.1 NBR/PVC的共混的前景 - 6 -, R+ {1 R" V+ O5 x, R4 W: B1 ~% `, a
1.4.2NBR/PVC共混胶国内外发展现状 - 6 -
% u! V0 L w5 t# q, D1.4.3 NBR/PVC的共混的优点: - 6 -; E0 p* S" z& c5 p9 J- e
2 实验 - 7 -
& d" k3 w# ~. P9 l9 ~/ c2.1原材料: - 7 -
3 E3 X! z/ f9 G, w5 M2.2设备仪器: - 7 -
; `8 r5 S' O* ^1 X3 [1 g2.3工艺过程 - 7 -
$ e: o2 @, F/ C+ W* X' F2.3.1塑炼: - 7 -
: [" k- [1 T, H2.3.2烘料 - 8 -
9 ]3 R5 k/ b7 E7 O5 U2 n T2.3.3混炼: - 8 -
3 x+ u s( f, K% O$ ?" Q F2.3.4硫化: - 8 -
8 m# ~& w0 n# I& N1 K2.3.5制样: - 8 -
|+ z+ W$ c' f2.3.6性能测试: - 8 -
6 H8 ?( C& m0 x8 d4 P% ]2.4并用原理 - 8 -
( p3 F% S8 ]+ ^. k2.5配方 - 9 -( M! e* X4 A* c: v6 `! }& o- W
3原材料的选择 - 9 -
6 ^5 m% I2 n) n5 y8 K" _" p$ c3.1丁腈橡胶(NBR) - 9 -
( \9 V1 n9 t( h3.2聚氯乙烯(PVC) - 9 -: A7 I+ F# V7 Y# S# r% Q! M
3.3补强填充体系的选择 - 10 -; n$ g3 v" Z% }: w
3.3.1中超耐磨炉黑 - 10 -
p5 ^4 ~& b9 a, S& `3.3.2白炭黑 - 10 -
+ {) C" o4 J3 [' V3.4防护体系的选择 - 11 -3 o& g3 ]% Y: Z# z( S# }
3.5硫化体系的选择 - 11 -
8 U9 F; S" Z( Q, ]3.6软化体系的选择 - 11 -7 w6 |/ _( Y# S! |7 w1 {, D
4实验设计配方 - 11 -# w& a) z/ P6 |% s/ x3 s* L7 a
4.1生胶体系对NBR/PVC共混胶性能影响的配方 - 11 -6 ~8 R& B$ L( y+ @ a2 ]( S/ c/ T
4.2实验数据: - 12 -
$ X" b V% y; B5 结论 - 14 -9 l( Z, x6 P, J( b
6 致谢 - 14 -
* y* T4 E! O* T7 参考文献 - 16 -
. I: o n; n% `6 g& ^1 J- s$ X. J* @, r' T# p4 Q
% R" d% H) _ A/ ~8 Q8 g5 {" p丁腈橡胶与PVC的共混研究
3 h6 D# X2 g7 x' g- b$ X/ p2 \& tImprove function of rubber able to endure measure
5 G* w. |* C' ?) e& y0 f徐 州 工 业 职 业 技 术 学 院
- f7 _8 X# ]# \7 D[摘要]随着时代的发展,橡胶产品在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,人们对橡胶产品性能的要求也越来越高。许多橡胶制品尤其对其耐老化性有很高的要求。本文主要是研究丁腈橡胶与PVC的 共混性能对比。丁腈橡胶(NBR)与聚氯乙烯(PVC)共混制成的共混硫化胶已是目前橡塑并用的主要胶种,在世界各地均得到了广泛的应用。NBR与PVC的共混胶经过硫化反映,制成的共混硫化胶,这种硫化胶具有良好的物理机械性能。利用NBR/PVC共混胶制得的各种橡胶制品或聚氯乙烯制品都具有良好的使用性能。最早是利用块状NBR与PVC并用。为了达到NBR均匀分散的目的,需要消耗大量的劳动力和 能量。以后,开发了粉末NBR来改性PVC。由于粉末NBR与PVC的低分子增塑剂之间有非常强的 亲和力,能够通过吸收和固定作用防止它迁移到PVC制品的表面,所以PVC/粉末NBR制品 具有橡胶的手感和外观。也就是说,NBR作为PVC的永久增塑剂可以解决低分子增塑剂在聚合物成型时的挥发或迁移问题3 s3 ?2 f; k7 {, B) ^# [
[关键词] 生胶体系 聚氯乙稀 耐老化性能$ o: F% }! }/ u* C8 ^+ M. R% ]
/ X& y0 q6 D. a2 r! R9 q
w5 t( p: N( k3 t' L
5 d; a6 q& ^7 V' _2 _) F& [0 W5 K
, R4 K+ u! o. u( @# _[Abstract]) s( j6 v, i, A$ W
With the development of the times, rubber products in people's daily lives is playing an increasingly important role in people's rubber product performance requirements are also increasing. Many wear rubber products particularly its high requirements. This paper records the graduation issue in the design process on the course and wear rubber conclusions, and develop extension. Comparative laboratory-based experiments to study the plastic Health System, filling system and the reinforcement of the system of protection of the impact of rubber wear. Experimental divided into three groups, the first group to achieve a system of the Health and plastic compound effects of wear resistance compared to the rubber on February 2 and three or three and the methodology used to conduct the experiment, the second group in the first group premise, a further selection and optimization, the reinforcement of the compound filling system Wear Resistance of comparison, using three different reinforcing agents, that is, high wear resistance furnace black (N330), Ultra-resistant mill furnace black (N220), white carbon black. The third group to achieve the protective system of rubber wear resistance of using the antioxidant and antioxidant D NA 4010. And detailed analysis of the two systems on the wear resistance of the rubber. Preliminary studies indicate that: Health adhesive system is its impact on natural rubber and butadiene rubber used, the best wear resistance; natural rubber and styrene-butadiene rubber and wear resistance with its poor. Reinforcing filler system is its impact on the Super wear resistance and wear resistance furnace in three of the most outstanding, high wear resistance furnace carbon black and black and white, with its poor wear resistance. Old age wear rubber impact on the system is not very great, but antioxidant and antioxidant D NA 4010 and the time when its performance is better than the single use of antioxidant.6 [! F' ~' B& T6 z( T
* y5 d" J! J# {) e& t9 U: Z* e[Keywords] 6 b$ k1 r6 N) n e; L
Health Colloid Reinforcing filler system Wear: T! I! J0 L; i& x" N
# V7 z& F ^" g3 M( v6 ]- O% Q1 p; @4 x1 j: T4 ^3 v8 e- v
丁腈橡胶与PVC的共混研究- b5 A2 @& d7 ~2 G1 n
, B* i* F- ]# Z* T9 A
1.前言9 S: E7 |, G+ |. M
1.1并用与共混的概念
0 ]' f4 o+ y) u5 S! H( I$ t采用两种或 两种以上的橡胶或是塑料相互掺和,能获得许多的优异的性能,从而满足产品的使用要求。这两种或两种以上的不同性质的聚合物进行掺和制成具有所需综合性能的产品的方法通常叫做并用
% G" t" g* n* e* [6 z" T1.2并用共混的发展历史
; Y p9 T ^" r橡胶与橡胶或塑料并用共混在橡胶工业中早已开始应用,至少已有半个多世纪的历史。最初,在橡胶中掺用少部分的塑料,如聚氯乙烯,以塑料代替橡胶是为了降低成本和节省橡胶消耗。随着科学技术的发展和高分子材料品种的增多,并用的目的逐步转向改善材料性能和发展新型材料品种,从而成为发展新型高分子材料的重要途径之一。在并用的实践的基础上,聚合物材料科学获得了迅速的发展,应用胶体化学理论总结和解释聚合物并用体的结构与性能间关系获得很大的成功。从70年代开始,逐渐建立了并用共混胶微观多相体系的概念,澄清了关于橡胶与塑料并用是简单机械混合物,以及并用体力求达到热力学相容的均相体系等模糊认识,从而使并用共混工艺建立在胶体化学理论的基础上,有力地推动了聚合物材料科学和工业实践的发展。: M" F' J: \& L k
1.3并用共混的优点- [ I c' Z0 T1 ^8 T- A+ L
目前,在橡胶工业中,应用并用体系的主要目的是以下四个方面。9 N6 \- ^. y4 t4 V; e* |
1采用并用共混工艺该性橡胶与高聚物材料,满足产品的实际使用要求。目前应用的橡胶有许多,它们各有所长、也各有所短,通过并用即可取长补短。只要我们熟悉各种胶料和聚合物的性能就能通过并用,按照橡胶制品的使用条件,制造出符合使用要求的产品。
3 ]* P6 H" `. n& S/ Q' l2采用并用工艺,可以制得性能优异的高分子“合金”,其性能不 仅仅是 相互之间取长补短,而且超过两种初始并用材料的各自的 原有性能。
% X5 u1 @) H# {; ? f4 O7 t3采用并用共混工艺改进胶料的工艺性能。
0 H& Q# U' p, T+ p& ]5 B4采用并用共混工艺可以降低成本。通用合成胶的价格一般比天然橡胶低,塑料更低,而且塑料资源丰富,并用通用合成橡胶或塑料可显著降低成本。
6 }* y& d6 N( ^; O1 g1.4 NBR/PVC的共混3 D" I, H. W2 O- k2 l; w7 F
1.4.1 NBR/PVC的共混的前景
# {3 f+ M% @: j; q) G, V丁腈橡胶(NBR)与聚氯乙烯(PVC)共混制成的共混硫化胶已是目前橡塑并用的主要胶种,在世界各地均得到了广泛的应用。NBR与PVC的共混胶经过硫化反映,制成的共混硫化胶,这种硫化胶具有良好的物理机械性能。利用NBR/PVC共混胶制得的各种橡胶制品或聚氯乙烯制品都具有良好的使用性能。
+ E. j/ w, _" ?$ N+ I# f( _' X1.4.2NBR/PVC共混胶国内外发展现状
" s7 \( ~1 I' G9 j早在1936年,Konard就在理论上阐述了。NBR与PVC的共混胶既有PVC的耐臭氧性、抗天候性,又兼有NBR的可交联性和耐油性。最早人们直接采用NBR与PVC机械共混,因为NBR、PVC的溶解度参数分别为9.64和9.6,而且两者又都是极性材料,所以有良好的相容性。随着NBR/PVC共混方法的深入研究,乳液共沉法出现,选择耐臭氧性能比较好的PVC来改性NBR的研究越来越多地引起人们注意。
* z9 p; `2 N: _3 i8 ?PVC/NBR共混胶是第一个工业生产的橡塑并用产品,并用方式有机械共混、乳液共混、溶液共混。
/ h5 h" u& F8 W: q1.4.3 NBR/PVC的共混的优点:7 C: W! m$ e- b: R
NBR与PVC 的耐臭氧和NBR的耐油性和可交联性。与纯NBR的共混
/ T: z" b) {+ Q3 h胶的主要优点是兼有相比,。NBR与PVC的共混胶具有以下的特点:1显著提高了耐臭氧和耐天候老化;2改善拉伸强度、定伸应力、抗撕裂性、耐热性和耐燃性;3提高了耐油、耐燃油和耐化学药品等性能;4提高了压出、压延性能,同时胶料不易自硫化,增强了贮存的稳定性;5可任意着色,制做艳色制品- k7 `1 c& I, k3 E3 b
2 实验& ]& P* a3 M% B
2.1原材料:$ H8 D( B" B8 {
丁腈橡胶、聚氯乙烯、硫磺、促进剂D、促进剂TMTD、氧化锌、邻苯二甲酸二丁脂、防老剂4010 、 中超耐磨碳黑 、 白碳黑 、快压出(喷雾)碳黑、轻质碳酸钙、陶土、
6 s5 y1 m/ D g/ ]" A2.2设备仪器:
2 y* | S& A" c8 u2 z0 n4 ~! s无转子硫化仪:高铁科技股份有限公司
9 d& W% x+ V$ o( t+ l: e" A% r高低温实验拉力机:高铁科技股份有限公司
( n' `$ U% ]1 V' T0 l厚度仪WHT—A型:江都实验机械厂
0 M1 L3 W* j+ B9 F& D- x6 @QLB—50D/Q双层平板硫化机:无锡第一橡塑有限公司 v+ k v) Z+ g, A) X& N0 d
双滚筒炼胶机:上海轻工机械技术研究所
. d- J$ Q Q/ D/ J8 G% l+ n; UXK—160开放式炼胶机:无锡第一橡塑有限公司8 I7 Z2 A' |* o7 w3 L' S" {) n- E
660—1型单刀切胶机:无锡第一橡塑有限公司$ u; M3 Z1 u3 p$ m, [
气压式自动切片机:高铁科技股份有限公司
1 F7 P7 Z3 e5 \$ e4 nJPT—5—2型托盘天平:福州闽衡电子仪器有限公司
4 q, s4 T7 D) @4 O$ Z3 X台秤:上海浦东计量仪器厂二分厂5 i( Y5 v5 N. j( a) q- x
老化箱:江都实验机械厂9 s7 W, u- L4 w% |
2.3工艺过程
4 X& ^# `. U/ L4 U4 U; U# b2.3.1塑炼:
; _2 p( X7 O3 `- |7 V+ v先将NBR在冷辊(t<40℃)上塑炼薄通NBR16~18次后达到一段塑炼。放置一段时间后在相同的条件下进行二段塑炼。; v/ U5 \9 p: S; a. [
NBR的塑炼段数对磨耗、硬度的影响不大,但对拉伸强度、断裂伸长率等有较大的影响。原因可能是橡胶与塑料分子量相差较大。经塑练后,二者(NBR和PVC)分子量差别减少。根据聚合共混原理:随着共混聚和物分子量差别的减少,共混体系相容性增加。所以适当增加NBR的段数,可以提高胶料的性能,但过度塑炼则效果会变差。因此本实验采用二段NBR。. M1 s/ ^' f: d. i* }
2.3.2烘料/ Y1 d9 u5 `7 [4 G) H7 L
将PVC(粉料)、稳定剂、润滑剂以及增塑剂按照先固后液的加料顺序加入盘中,搅拌均匀,放入烘箱中在100℃下烘半小时左右。( |7 W6 z: x/ _, S1 S
2.3.3混炼:
0 d* k z6 j9 D [5 S在XK—160B高温炼胶机上进行共混.先将双滚筒炼胶机的前后辊温度升到120℃左右,将温度恒定在这个温度上,将辊距调到最小,把加热好的粉料加在两辊之间进行塑炼。炼好后将辊温降到90℃左右,把塑炼好的NBR加入薄通、打卷、打三角包。使NBR与PVC充分混合均匀。再下片到XK—160开放式炼胶机上加各种助剂和填料。将辊距调到2mm以后下片。
; N9 f# V g P. h2.3.4硫化:9 q3 B. W$ I' E
将炼好的胶料停放8小时以上,利用无转子硫化仪测的胶料的正硫化时间。在利用平板硫化机进行硫化。
6 h) R0 d% G) X: `0 d) C2.3.5制样:
3 O g. l) u0 Y( _将硫化好的试样参考前面的性能测试方法所要求的进行采取试样。
% u, L' f9 r& X7 C2.3.6性能测试:
8 k* l1 g. f% p/ v/ `" w* N依照性能测试方法,按照仪器的使用规则进行。2 T5 O7 e$ p6 z% j7 C/ _. e
% u- [/ |8 `5 P' \" b2.4并用原理3 X4 w5 h) C& Z" Z5 J9 }
丁腈胶与聚氯乙烯(PVC)都是极性高聚物。根据极性相近相似原则,丁腈胶与聚氯乙烯(PVC)具有较好的相容性,不同丙烯腈含量的丁腈胶与聚氯乙烯(PVC)具有不同的相容性。随着丙烯腈含量的增加,相容性变好。
. b0 \! c0 q1 ]8 x7 J( p1 e2.5配方
; v0 d$ o. E" D- R0 s我们经过查阅相关的资料,找出了丁腈橡胶与聚氯乙烯并用最佳的配合比例为丁腈橡胶与聚氯乙烯比例为70:30
6 P9 |# u5 j0 W& I7 a! A. b& Y$ A7 F) Q" C b
3原材料的选择
* L' R# X) ?. P5 I实验的测试方法,参考国家或部颁有关标准测试如下:: r, i, x% T0 x ^: L
硬度(邵氏硬度):采用哑铃行标准裁刀。制取标准试样,在邵尔氏LX—A型硬度计上测得硬度。; k) k* B) T+ S2 O% c
拉伸强度与扯断伸长率:采用哑铃行标准裁刀。制取标准试样,在测出厚度后在电子拉力机上测得。
, i2 h. D8 G; [2 t耐老化性:采用哑铃行标准裁刀。制取标准试样,用铁丝将式样穿好放入老化箱中。在70℃的条件下老化72小时。时间到达后测试样的硬度、厚度、拉伸强度与扯断伸长率。1 P* N" i" V5 Y6 m) ]# p
3.1丁腈橡胶(NBR)
4 f0 J. j" N5 x: g" ?乳聚丁腈橡胶种类繁多,通常依据丙稀含量,含门尼黏度,聚合温度等分为十几个品种。而根据用途不同又可以分为通用型和特种型两大类。特重型又包括羧基丁腈橡胶,部分交联型丁腈橡胶。丁腈橡胶为浅黄至棕褐色,略带臭味的弹性体,密度随丙烯腈含量的增加而由0.945-0.999g/cm3不等,能溶于苯,甲苯,脂类,氯仿等芳香烃和机性溶剂。
- m" Q. |; i2 T$ Z1 P, G, C7 H4 `3.2聚氯乙烯(PVC)7 j0 g' D- E2 M; R
简称PVC,由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC 为无定形结构的白色粉末,支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万~12万范围内,具有较大的多分散性,分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~85℃开始软化,130℃变为粘弹态,160~180℃开始转变为粘流态;有较好的机械性能,抗张强度60MPa左右,冲击强度5~10kJ/m2;有优异的介电性能。但对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬,溶解性也很差,只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中,对有机和无机酸、碱、盐均稳定,化学稳定性随使用温度的升高而降低。PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯混合溶剂中,用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维,称氯纶。具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性。: x7 ^" _7 Z/ ]; J
3.3补强填充体系的选择1 X! h8 T0 B8 H: S" t4 }
补强型填料又简称补强剂,能改善橡胶的力学性能,如提高拉伸强度、耐磨性、撕裂强度和定伸应力等,从而达到提高使用性能,延长使用寿命的作用。' V3 r/ b+ U M3 l' u x% E
补强填充剂对橡胶的耐磨性也有很大的影响。粒径小,特别是相同粒径组成的高结构度炭黑,能提高硫化胶的耐磨性能。0 O: L ^& `2 R1 O# G! T: M
3.3.1中超耐磨炉黑: T2 V& Y/ P! B9 l0 m d
属硬质炭黑。性能介于超耐磨炉黑和高耐磨炉黑间,混炼时易分散,加工性能优于超耐磨炉黑。能赋予硫化胶高的拉伸强度,撕裂强度,耐磨性和耐老化性。特别适用于轮胎胎面胶,并具有优异的耐刺穿性能,也适用做天然橡胶(NR),氯丁橡胶(CR)和三元乙丙橡胶(EPDM)的补强剂。
. ^- w! b! X# w1 t3.3.2白炭黑
6 \- t6 q: J( _. \ 在化学组成上与炭黑毫无共同之处,只是因其补强效果接近于炭黑而得名。白炭黑是指气相法或沉淀法制造的二氧化硅。其补强性能主要取决于粒子大小。当它们的平均粒径小于50nm时,补强作用大,一般白炭黑的平均粒径在16—100nm之间,相对密度在2—2.8g/cm3之间。# Z3 _' \7 L9 D+ B7 i K) [ m( d
为更好的研究补强填充体系体系对橡胶耐磨性的影响,本实验第一组全部采用白炭黑,第二组采用中超耐磨炉黑N220来比较补强填充体系种类不同对橡胶耐磨性的影响。$ R$ C3 o3 s0 ]5 B: K! q
3.4防护体系的选择
7 i4 Y, B6 m6 G4 a 防老剂最好采用能防止疲劳老化的品种。具有优异的防臭氧老化的对苯二胺类防老剂,尤其是防老剂4010NA,效果突出。防老剂4010NA与防老剂三乙醇胺并用,其抗热、氧、屈挠龟裂以及抗抽样老化性能显著增加。
! F( P5 ^5 A4 P" b, Z3.5硫化体系的选择( E4 A9 B( T+ f% V. Q" ~, F! @
采用硫黄硫化体系,考虑到炭黑的吸附作用,硫磺和促进剂用量要比纯胶配合和其他填充剂配合多一些。第一组采用促进剂CZ,但考虑到硫化速度,在第二组实验种加入少许促进剂TMTD。促进剂D5 a t3 U3 ~, Z4 @0 g
3.6软化体系的选择
' `$ h$ I p! w7 o, U) C通常在胶料中假如软化剂能降低硫化胶的耐磨性能。但是白炭黑在胶料中能吸附促进剂,有延迟硫化的弊端,而且混炼分散程度较低,因此必须选择合适的软化剂。本实验采用了古马隆和机油做软化剂。! {- {$ ]: q8 C% ^; }$ {
4实验设计配方
1 s0 N4 G9 v* {6 @* A4.1生胶体系对NBR/PVC共混胶性能影响的配方
8 l! d, K! I$ j p2 |2 J4 |原材料 1# 2# 3# 4# 5#
$ E# B) {6 l/ v5 P5 L" c; U9 r) t丁腈橡胶(NBR) 85 70 60 50 40$ o# e; h$ E- [* O/ Z
聚氯乙烯(PVC) 15 30 40 50 60
6 E4 F7 A0 Y* v9 M7 l- {. JS 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2/ b: b, A' s" d3 h# D
促D 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
: }% t" w: s0 }; h& n3 ~. fZnO 5 5 5 5 5% s8 W9 s) m0 @3 ]1 [: |3 S
SA 1 1 1 1 1
7 k; b. j$ H, o7 s* \& f. ?% O促TMTD 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
- ^" x- B! r( x- H& XWCB 40 40 40 40 40 |" O; ^* v) m, s, B: }
防老剂4010NA 1 1 1 1 1
$ N$ k1 g& |: [" G& o6 |( M# UDOP 15 15 15 15 15
4 l. J/ G* Y% B1 ?( U z三乙醇胺 3 3 3 3 33 r: E8 U) g7 d# |
合计 169.7 169.7 169.7 169.7 169.70 d8 y6 o- r& C$ `9 O" d: I6 E
4.2补强填充体系对NBR/PVC性能影响的配方
7 @* _* n- W6 O. a) ^8 D( g- F2 J原材料 6# 7# 8# 9#
* ^. |1 z4 R$ ^: `: l丁腈橡胶(NBR) 70 70 70 705 Y, Y% x, s/ F! F4 j
聚氯乙烯(PVC) 30 30 30 301 Y( w# A6 c7 @
S 2.2 2.2 2.2 2.2) T, l6 @7 m% J7 U3 A
促D 2.0 2.0 2.0 2.0
0 ^' L3 n- ]- S; R0 y# uZnO 5 5 5 5; I# ^+ i) q4 p' k4 s( ]- w
SA 1 1 1 1
9 t1 z0 |. V5 I+ J促TMTD 0.5 0.5 0.5 0.56 n" A a0 |8 \/ n& P/ r' b+ Q7 j
轻质CaCO3 40 — — —
; [; p0 `9 W8 d/ B1 e' R陶土 — 40 — —
( C8 V T/ f! {% K0 g$ U( PN220 — — 40 —
& Q4 U7 j1 x; }( ]3 }( ?! F+ n+ g2 q- v( G! P& \$ V
4.3实验数据:) j& R. Y) l) b' k! D
性能测试:2 z/ k; K' j( R2 S" [; w
配方1性能:
7 C( t; ^) H, }& U3 O) w2 `硫化仪:T90=720s, @9 u* W& D* ~+ `) R$ u3 O
老化、浸油之前的性能 " t* f$ E- A- F, y ]: y1 }
表1-1生胶体系对NBR/PVC共混性能影响; n6 y3 c; m& F# y3 ~
原材料 85/15 70/30 60/40 50/50 40/60
\8 g! X5 |/ P" L拉伸强度 11.56 17.69 19.92 23.60 25.10
- y. \- F% t9 O9 |# c5 k伸长率 475 399 334 323 2489 R' r/ W: o K8 c
300%定伸应力 6.12 13.09 18.69 22.59 -6 T- K9 X& j/ k
3min永久变形 12 20 20 20 24
! i/ G8 ^; r" a% F. ?+ U
* E& Z$ Y5 ~( V7 K% X) o/ l表1-2浸油后性能
- J' F% d0 K3 G- R$ r编号 1# 2# 3# 4# 5#9 T. I8 z8 M) v8 Z1 E, T
硫化胶(浸油 后)物理机械性能 / Z2 W% U; E& A
拉伸强度/MPa 6.68 16.93 19.22 20.71 21.53" w$ Z$ {: }) ?) N
扯断伸长率/% 377 472 399 359 292/ T, D" x2 a# |! \0 m) I
300%定伸应力/MPa 4.98 11.08 14.63 18.84 —9 x) r' \, I' K
3min永久变形 12 20 16 20 24. i, I% t4 a! f, S* X( f% m
硫化胶(浸油前后)各项性能变化百分率
) Q" O: u& U$ d$ u5 U' v7 U! h- N4 T; o拉伸强度/% -42.21 -4.30 -3.51 -12.25 -14.22
1 R7 s2 J$ c' h扯断伸长率/% -20.63 18.30 19.46 11.15 17.74
. k5 j6 o3 L! W( K4 Q; S9 X4 n6 t300%定伸应力/% -18.63 -15.36 -21.17 -16.60 —2 O: ~4 {3 L |* m5 C* b9 l
3min永久变形 0 0 20 0 0
. f% o/ y8 @ f
9 e6 ?+ X0 f. v# x+ b x" g* p% }# ^1 I9 ^, j7 Q# c
; Z2 Z8 G2 G# l- v/ p
) W j7 N5 X$ p( C! I7 D; i; R# y* G
. y* U5 U3 K8 C0 R3 U' Y( m8 R5 o: ^2 q8 ~2 U" s! I2 u
6 l/ ?& f0 p. i' N% U
+ j4 \8 L# w& _ G表1-3老化后性能
% Z4 Q( M1 k N; }7 R编号 1# 2# 3# 4# 5#7 \1 o1 G. h: c
硫化胶(老化 后)物理机械性能 1 Y" j* o3 `5 T- d& _
5 e# Z4 U6 f6 e9 E4 E' u5 H& |拉伸强度/MPa 7.20 15.89 18.19 24.84 25.29. ]* Z) H9 W2 p( [/ Y0 j
扯断伸长率/% 259 289 244 231 223
% w, Y* h7 c7 d+ [( y3min永久变形 4 12 12 8 20
" u/ r- H! Q6 _硫化胶(老化前后)性能变化百分率 ; n- S! L3 H& C& ^ S
拉伸强度/% -14.59 -10.18 -6.96 -1.82 -3.10; z5 m" |9 `, k W) K4 o% `# i
扯断伸长率/% -43.41 -27.53 -37.62 -28.41 -44.25
$ a; `& m* O8 _4 t3min永久变形/% -66.67 -40.00 -40.00 -60.00 -16.67
! q, [# _& g' ?( U老化系数 0.34 0.65 0.67 0.75 0.91) g% O; v; n, R+ h
实验分析:通过此次实验和数据我们可以看出,拉伸强度随着PVC的增加而逐渐增大,其物理机械性能下降,PVC的含量越高,其硫化胶耐热性能越差。
* k% ^5 p* }- y& V ' D2 @3 M3 z4 `- I; ?) G, W
硫化仪:T90=300s) _3 j" z4 P7 M
老化、浸油前性能
+ b/ c2 k; A* `, O7 @2 E7 ]
+ b2 f4 l/ L5 N ^2 x6 L5 V! c# { v: o1 Z7 z
1 c* O' c9 ^& x" e4 N" K- O- H4 B( _
/ ^; m6 x; Z+ n% g& H
9 ]# W' z- {: H. p* ~
8 g! \2 I9 i* D6 `0 K1 W8 S8 H6 l) F9 j0 D7 n0 {6 @
; _ m X5 B' S0 p6 J% G
7 [" l5 R* i$ r' j/ g% T) z( d L3 j$ C/ G: s
; j% D' Z& v$ A2 {; N
) n( }0 h9 M) C- H6 g! M 表2-1 补强体系对NBR/PVC共混性能影响
" V; V7 N& e9 l+ t/ I# v5 H
6 h) v9 ]1 u6 |: j" A5 C n+ ^5 Z/ h配方编号 6# 7# 8# 9#
- s5 o8 Z2 T4 f+ B9 d' C拉伸强度/MPa 6.75 6.14 18.63 11.701 K& v3 }' f6 g0 z
扯断伸长率/% 337 300 336 358
C# u' z3 B% d6 p2 e' y2 r300%定伸应力/MPa 5.66 4.59 14.43 10.040 ~' _) N& [% s, |
3min永久变形 8 16 8 12
5 @! K3 M, M0 p" R( A. p; p原材料 85/15 70/30 60/40 50/50 40/60
7 D5 z+ A0 V2 h& V& }拉伸强度 11.56 17.69 19.92 23.60 25.10
8 e5 I6 f! A: e* ?伸长率 475 399 334 323 248% Y# @4 i) V3 A" f/ Y
300%定伸应力 6.12 13.09 18.69 22.59 - h! e* @3 b# B
3min永久变形 12 20 20 20 24
1 m2 W9 i! ~. Y5 Y. v: q7 g- X$ C9 d `5 e
. F) C# a4 ? N7 x+ f 5 x6 m, z1 C' A9 S9 D
表2-2浸油后性能
& Q# i8 W* Z! i3 {2 s4 J1 Q6 H n2 f编号 6# 7# 8# 9## q- M1 e3 @2 x% G0 |6 O
硫化胶(浸油 后)物理机械性能 x. m. H2 m& b- l/ ~! U6 p) B
拉伸强度/Mpa 6.43 6.05 18.40 9.37
# m: ]% z+ u9 w. z- A扯断伸长率/% 316 290 345 282
) K( }% r2 ?7 I, E, [) w/ ?' a300%定伸应力/MPa 6.18 — 15.88 —
0 G$ B0 h4 e9 Q6 f0 |3min永久变形 4 8 12 8. Y5 ^& Q" E8 c
硫化胶(浸油前后)各项性能变化百分率
; t" F7 g7 ], h" H/ N拉伸强度/% -4.47 -1.47 -1.23 -6.670 e/ y4 D' Q; s+ l% Y; a
扯断伸长率/% -6.04 -3.33 -2.73 -21.16 U: t9 t9 V: b/ A
300%定伸应力/% 9.19 — 10.05 —
`2 K( v c" @8 E3 w: P3min永久变形 -50 -50 -50 -33.33) L( Y+ q, C; u
8 N& a5 K# S- R! g. N
0 p6 L6 [' |5 }3 j3 V0 e
# B. ]0 _' P6 _. V5 t3 i' b
4 m. l J! ~+ A2 g& M/ c0 H% e8 T( Z) W) X7 G
" z! P8 I) _( R
' B( c6 n2 o* H: O( V! w# v
表2-3老化后性能/ x* z, r6 ]- a8 l; T, W2 S! b9 b
9 s" T" A/ N. |6 B9 `) m9 c J
编号 6# 7# 8# 9#
' r4 w; d, \) [. M. j$ F硫化胶(老化 后)物理机械性能
+ _- X3 D' Z( v( @6 N \拉伸强度/Mpa 6.63 5.99 15.01 11.537 N/ b' `6 p& a: [/ n- P
扯断伸长率/% 263 227 214 248
- T; a3 ]2 @( P0 d) {3min永久变形 8 12 4 4- u: H7 A- F: g) e4 Q
硫化胶(老化前后)各项性能变化百分率
; B8 }4 h2 u% c, g1 W拉伸强度/% -1.78 -2.44 -19.43 -1.45* m$ y3 [, [; t% b
扯断伸长率/% -21.76 -24.26 -36.33 -30.62# p& B7 J7 W' P- g8 q# ?" ]
3min永久变形/% — -25 -50 -66.67# R" w* ~' u0 V% X: D
老化系数 0.76 0.74 0.51 0.68, v- f0 G2 ~: o8 C
实验分析:分析:经过测试和数据可得硫化胶经老化后,其物理机械性能变化大,采用N220为补强剂时,硫化胶的拉伸强度和伸长率幅度比其他补强剂稍大,耐热氧老化性能差。
, o8 N6 y/ V9 H( P: d8 s& S! J/ W& {0 f Y6 z
5 结论
1 g; d7 c: X* L2 b, g在研究生胶体系对NBR/PVC共混物性能的影响因素中,其PVC含量越高,其硫化胶加工工艺性能和耐热氧老化向能越差,耐油性越好。在对补强填充体系对NBR/PVC共混物性能的研究中,采用N220为补强剂得硫化胶的加工工艺性能和耐热氧老化性能越差,耐油性好。NBR/PVC共混的硫化胶有的硬度较高,据配方一和配方二的比较在加入中超耐磨碳黑以后可以降低胶料的硬度,提高制品的使用面。配方一中的胶料的硫化时间比较长,在改变配方中的促进剂的使用品种以后胶料的硫化时间明显的缩短。所以根据直观分析法我可以确定配方2是最优配方。但由于时间比较紧迫,所以我的数据并不是很全面希望以后有机会将它完善。我们经过查阅相关的资料,找出了丁腈橡胶与聚氯乙烯并用最佳的配合比例为丁腈橡胶与聚氯乙烯比例为70:30
5 i0 L) b- [% U" j0 `- A通过这次毕业设计,我更加熟练的掌握的实际的生产过程。在配方的研究上,我借助多本专业书籍的帮助,对所要做的课题进行了相较全面地了解,并请教了对此课题有较深了解的老师。通过他们给予的帮助完成了该篇论文。
' ? V- J1 f4 Z* W, M0 b1 V5 s1 X, \7 N
6 致谢
; G) e' G$ V! f" B) Z0 `/ B时光荏苒,转眼间到了毕业的时候,在这个分别的时节,我向老师致以最诚挚的谢意。4 ~0 z' G* ^0 s; L5 x- x
毕业意味着一个阶段学习生涯的结束。迎来的就是另一段新的学习历程,经过几个星期的忙碌和学习。毕业设计快结束了,这些都离不了指导老师的引导和帮助。
/ x3 L8 ?) r2 m在这里首先要感谢我的指导老师张兆红老师。老师虽然工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从选题到查阅资料,后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导.通过张老师渊博的理论和丰富的实验方法使我在实验中遇到的困难都迎刃而解,并提高了我们分析问题,解决问题的能力,在此,我深深的对张老师表示感谢.: h% X; V( s7 e. b9 @# Q
非常感谢在校教过我的每一位老师,是你们的教导才使我学到了丰富的知识,和社会经验。
4 _2 L/ Z& y3 j% Z- b8 Z" H1 E 感谢我的母校,给了我四年的良好的学习环境,在这里不仅学到了知识,还学会了做人的道理。感谢我身边所有的同学对我的无私帮助和奉献。0 I5 r5 G" c6 e
2 @8 p; _: X, C( {8 O% e* E; B
; r1 O! m+ A4 m5 z% o
7 参考文献
0 @6 i/ f# S, X, p! T* Z(1)纪奎江 《实用橡胶制品生产技术》 化学工业出版社
* W) Q0 [& X8 W1 N0 q9 A6 u- Z(2)张殿荣 辛振祥 《现代橡胶配方设计》 化学工业出版社
& f# [3 A' n- I(3)聂恒凯 《橡胶材料与配方》 化学工业出版社( R' ~ G- ?$ z; g
(4)刘登祥 《橡胶及橡胶制品》 化学工业出版社6 g0 _- x" O. ?
(5)刘希春 刘巨源 《橡胶加工设备与模具》 化学工业出版社' g! o& w+ l e5 I. e
(6)张岩梅 邹一明 《橡胶制品工艺》 化学工业出版社5 F+ ?( _! g T' Z5 z
(7)王忠光 《硫化与性能测试》 徐州工业职业技术学院7 A- y1 Q6 ~8 @6 x5 \0 C0 O
(8)谢遂志 刘登祥 周鸣峦 《橡胶工业手册》(第一分册)化学工业出版社
* l. p, a- D. {& P1 X; s* o(9)梁星宇 周木英 《橡胶工业手册》(第三分册) 化学工业出版社& l6 s6 P1 Q* _1 l& G" V& p
(10)翁国文.橡胶物理机械性能测定讲义【M】.徐州工业职业技术学院 |
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