填料体系对氟橡胶的性能影响及其表征

发布时间：2020-08-07 01:50

【摘要】：氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上接有氟原子的一种合成高分子弹性体。考虑到氟橡胶本身的化学结构特性，特别是碳氟键(C—F)的屏蔽作用以及很高的键能和由此带来的整体化学惰性，应该说氟橡胶基体与绝大多数填料之间并不存在化学作用，也很难找到一种合适的类似于偶联剂的表面处理剂能对填料进行表面改性处理，这就表现为氟橡胶与现今所普遍使用的填料之间的界面粘接强度均较低。同时，虽然氟橡胶具有优异的耐高温和耐介质性能，但在加工过程中仍然存在着粘模、热撕裂性及充模流动性差以及物理特性等方面的问题。所以研究填充体系对加工工艺性能或赋予制品以特殊性能等方面，特别是不同形态和性质的填料体系，对于制品的最终性能影响仍然是十分重要的。本文较为系统的研究了多种填料体系对目前三种长用氟橡胶系列(TP2型，246型，26型)的综合性能影响及彼此在使用中所体现的优缺点。通过各种表征手段揭示出填料在氟橡胶交联体系中的微观形态极其分布，含填料基体的硫化过程、加工性能以及变频振动下的动态力学性能和动态阻尼特性，从而得以从理论上对试验结果进行讨论。试验结果显示，所研究的四种填料中，ZnO晶须对加工性能的改善有帮助，纳米碳酸钙的力学补强效果好，玻璃微珠在氟橡胶上的应用只有较小粒径的微珠具备良好的综合性能，传统的MT碳黑填充体系有必要同其他牌号碳黑进行复配使用。四种填料在试验范围内对氟橡胶动态力学性能影响不大，氟橡胶具备高频阻尼材料的特性，频率和温度对复合体系的影响有高频低温、低频高温的一致性。采用了硅烷和氟硅烷对26胶研究过程中选用的四种填料体系进行处理。结
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TB324
【图文】：

橡胶体系,晶须

WT%10ts匆乃图2一7ZnO晶须填充氛橡胶体系的拉伸强度诀厅%图2一zno晶须填充氟橡胶体系的撕裂强度图2一9Zno晶须填充氛橡胶体系放大2000倍数的断面电镜图图2一10zno晶须填充氛橡胶体系放大10000倍数的断面电镜图图2一7，2一8显示随着Zno晶须的加入，TPZ型氟橡胶复合体系的力学性能得到加强，撕裂强度随着填料量的增加稳步上升，拉伸强度从整体看是一个上升

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1015加石协厅%图2一13纳米碳酸钙填充氟橡胶体系的拉伸强度变化图2一14101，加器叭汀%\纳米碳酸钙填充氛橡胶体系的撕裂强度变化图2一巧纳米碳酸钙填充氟橡胶体系放大10000倍数的断面电镜图图2一16纳米碳酸钙填充氛橡胶体系放大20000倍数的断面电镜图传统理论认为，使橡胶增强有3个主要因素:粒径，结构和表面活性。图2一13和2一14显示，氟橡胶的拉伸强度和撕裂强度都随着纳米碳酸钙用量的增加而得到加强，这是因为纳米碳酸钙表面活性中心多，可以和基体紧密结合，相容性比较好。当受外力作用时，粒子不易与基体脱离，而且因为应力场相互作用，在基体内产生很多微变形区，吸收大量的能量，这就决定了其能较好地传递所承受的外应力

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相界面接触情况有关，因此在接下来的研究中，本文将结合电子显微镜断面扫描图片对三种填充体系加以讨论。图3一l是填料为纳米碳酸钙图3一2是填料为纳米碳酸钙放大1仪以)倍数的断面电镜图放大2以X心倍数的断面电镜图图3一1与图3一2是纳米碳酸钙填充246型氟橡胶的微观电镜图，从图上的反映来看，在高倍数观察下，达到纳米级尺寸的碳酸钙填料颗粒在246型氟橡胶基体中能形成较为良好的分布，对比本文前一章纳米碳酸钙在TPZ型氟橡胶中的分布电镜图来看，填料粒子的分散性更好，只在某些局部有团聚现象，纳米级超细碳酸钙具有超细、超纯的特点，生产过程中有效控制了晶形和颗粒大小，当粒子达到纳米级之后，存在着粒子与橡胶分子的接触面积增大，接触距离减小的有利因素，提高了粒子与橡胶分子的结合。当纳米碳酸钙颗粒在氟橡胶基体中能形成较为理想的分布时

【引证文献】