EPDM/ZDMA复合材料的制备、结构与性能的表征

发布时间：2024-07-02 20:23

　　三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯和少量的第三单体共聚而成,其主链是饱和的烷烃链,具有优异的耐热氧老化、臭氧老化、耐天候性、耐酸碱性,因此具有广泛的应用;但因其为非自补强性橡胶、强度很低,补强后才具有应用价值。甲基丙烯酸锌(ZDMA)是不饱和羧酸盐的一种,是反应性的补强剂,我们选用ZDMA用于EPDM补强,提高EPDM的强度;ZDMA与EPDM两者间存在极性差别,ZDMA在EPDM中分散性差、易团聚,本课题旨在解决EPDM补强的同时提高ZDMA在EPDM中的分散性。针对提高EPDM的强度,本课题利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)先对不同型号ZDMA进行了物性分析;进而研究了不同型号ZDMA、ZDMA含量、加工过程参数(转子转速、排胶温度、加料顺序)对EPDM补强性能的影响。为提高ZDMA在EPDM中的分散性,本课题选用石蜡油(Paraffin Oil)、氧化聚乙烯(OPE)来提高ZDMA的分散;另外,利用原位生成法提高ZDMA在EPDM中的分散,利用RPA应变扫描曲线中的G’at 15%/G’at 0.5%值来量化分散性。最后本课题综...

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 乙丙橡胶(EPR/EPDM)的概述
        1.1.1 乙丙橡胶(EPR/EPDM)
        1.1.2 EPDM的配合及加工
        1.1.3 乙丙橡胶的应用
    1.2 橡胶的补强
        1.2.1 传统补强剂
        1.2.2 插层法制备纳米级补强剂
        1.2.3 原位生成法制备补强剂
    1.3 离聚体
        1.3.1 羧基型离聚体
        1.3.2 磷酸基型离聚体
        1.3.3 磺酸基型离聚体
    1.4 不饱和羧酸金属盐在橡胶基体中的应用
        1.4.1 作为交联助剂应用于橡胶基体
        1.4.2 作为补强剂应用于橡胶基体
        1.4.3 不饱和羧酸盐补强橡胶的特点
        1.4.4 不饱和羧酸盐补强橡胶的影响因素
    1.5 不饱和羧酸盐补强机理的研究
    1.6 本论文研究的目的意义及主要内容
        1.6.1 选题的目的
        1.6.2 研究内容
第二章 甲基丙烯酸锌对三元乙丙橡胶补强性能的影响
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器设备
        2.1.3 实验配方
            2.1.3.1 不同牌号ZDMA补强EPDM的实验基本配方
            2.1.3.2 ZDMA含量补强EPDM的实验基本配方
        2.1.4 试样制备
            2.1.4.1 FTIR测试样品的制备
            2.1.4.2 TG测试样品的制备
            2.1.4.3 不同牌号ZDMA补强EPDM实验样品的制备
            2.1.4.4 不同ZDMA含量补强EPDM实验样品的制备
        2.1.5 性能测试
            2.1.5.1 傅立叶红外光谱(FTIR)测试
            2.1.5.2 热失重(TGA)测试
            2.1.5.3 差示扫描量热仪(DSC)测试
            2.1.5.4 扫描电子显微镜(SEM)测试
            2.1.5.5 硫化特性测试
            2.1.5.6 力学性能测试
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 ZDMA物性的分析
            2.2.1.1 甲基丙烯酸锌的傅里叶红外光谱(FTIR)测试分析
            2.2.1.2 甲基丙烯酸锌的热重(TGA)测试分析
            2.2.1.3 甲基丙烯酸锌的差示扫描量热仪(DSC)测试分析
            2.2.1.4 甲基丙烯酸锌的扫描电子显微镜(SEM)测试分析
        2.2.2 不同牌号ZDMA对EPDM性能的影响
            2.2.2.1 不同牌号ZDMA对硫化性能的影响
            2.2.2.2 EPDM/ZDMA硫化胶的SEM表征
            2.2.2.3 不同牌号ZDMA对物理机械性能的影响
        2.2.3 ZDMA含量对EPDM性能的影响
            2.2.3.1 ZDMA含量对硫化性能的影响
            2.2.3.2 RPA分析
            2.2.3.3 不同ZDMA含量硫化胶的SEM照片
            2.2.3.4 ZDMA含量对物理机械性能的影响
    2.3 本章小结
第三章 加工过程参数对EPDM/ZDMA复合材料性能的影响
    3.1 实验部分
        3.1.2 实验原料
        3.1.3 实验配方
            3.1.3.1 不同转子转速制备EPDM/ZDMA复合材料的实验配方
            3.1.3.2 不同排胶温度制备EPDM/ZDMA复合材料实验配方
            3.1.3.3 两段法混炼工艺制备EPDM/ZDMA复合材料实验配方
        3.1.4 实验仪器设备
        3.1.5 试样制备
            3.1.5.1 转子转速对EPDM/ZDMA复合材料性能的影响
            3.1.5.2 排胶温度对EPDM/ZDMA复合材料性能的影响
            3.1.5.3 两段法混炼工艺对EPDM/ZDMA复合材料性能的影响
        3.1.6 性能测试
            3.1.6.1 硫化特性测试
            3.1.6.2 橡胶加工分析仪(RPA)测试
            3.1.6.3 扫描电子显微镜(SEM)测试
            3.1.6.4 力学性能测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 转子转速对EPDM/ZDMA复合材料性能的影响
            3.2.1.1 对硫化性能的影响
            3.2.1.2 RPA分析
            3.2.1.3 硫化胶的SEM照片
            3.2.1.4 对物理机械性能的影响
        3.2.2 排胶温度对EPDM/ZDMA复合材料性能的影响
            3.2.2.1 对硫化性能的影响
            3.2.2.2 RPA分析
            3.2.2.3 硫化胶的SEM表征
            3.2.2.4 对物理机械性能的影响
        3.2.3 两段法混炼工艺对EPDM/ZDMA复合材料性能的影响
            3.2.3.1 对硫化性能的影响
            3.2.3.2 RPA分析
            3.2.3.3 对物理机械性能的影响
    3.3 本章小结
第四章 提高ZDMA分散性的研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验仪器设备
        4.1.3 实验配方
            4.1.3.1 石蜡油含量对ZDMA在EPDM中分散性研究配方
            4.1.3.2 OPE含量对ZDMA在EPDM中分散性研究配方
            4.1.3.3 原位生成ZDMA补强EPDM性能影响的基本配方
        4.1.4 试样制备
            4.1.4.1 石蜡油含量对ZDMA在EPDM中分散性样品制备
            4.1.4.2 OPE含量对ZDMA在EPDM中分散性样品制备
            4.1.4.3 原位生成ZDMA补强EPDM性能的样品制备
        4.1.5 试样测试
            4.1.5.1 硫化特性测试
            4.1.5.2 力学性能测试
            4.1.5.3 橡胶加工分析仪(RPA)测试
            4.1.5.4 扫描电子显微镜(SEM)测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 石蜡油含量对ZDMA在EPDM中分散性的研究
            4.2.1.1 石蜡油含量对EPDM/ZDMA硫化特性的影响
            4.2.1.2 石蜡油含量对EPDM/ZDMA力学性能的影响
            4.2.1.3 RPA分析
            4.2.1.4 SEM表征
        4.2.2 OPE含量对ZDMA在EPDM中分散性的研究
            4.2.2.1 OPE含量对EPDM/ZDMA硫化特性的影响
            4.2.2.2 OPE含量对EPDM/ZDMA力学性能的影响
            4.2.2.3 RPA分析
            4.2.2.4 SEM照片
        4.2.3 ZnO/MAA摩尔比对原位生成ZDMA补强EPDM性能的影响
            4.2.3.1 硫化特性
            4.2.3.2 RPA分析
            4.2.3.3 力学性能分析
            4.2.3.4 SEM分析
    4.3 本章小结
第五章 ZDMA对EPDM/EPR补强机理的探究
    5.1 实验部分
        5.1.1 实验原料
        5.1.2 实验仪器设备
        5.1.3 实验配方
            5.1.3.1 原位生成ZDMA补强EPDM的基本配方
            5.1.3.2 ZDMA对EPR补强机理探究的基本配方
        5.1.4 试样制备
            5.1.4.1 原位生成ZDMA补强EPDM性能的样品制备
            5.1.4.2 ZDMA对EPR补强机理探究样品的制备
        5.1.5 试样测试
            5.1.5.1 FTIR测试样品的制备
            5.1.5.2 硫化特性测试
            5.1.5.3 力学性能测试
            5.1.5.4 橡胶加工分析仪(RPA)测试
            5.1.5.5 扫描电子显微镜(SEM)测试
            5.1.5.6 广角X射线衍射(WAXD)测试
            5.1.5.7 差示扫描量热仪(DSC)测试
            5.1.5.8 偏光显微镜测试
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 原位生成ZDMA补强EPDM补强机理的探究
            5.2.1.1 FTIR分析
            5.2.1.2 反应机理的探讨
        5.2.2 ZDMA对EPR补强机理的探究
            5.2.2.1 RPA分析
            5.2.2.2 DSC分析
            5.2.2.3 FTIR测试
            5.2.2.4 XRD分析
            5.2.2.5 偏光显微镜照片
    5.3. 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间发表的相关研究论文



本文编号：3999959