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納米碳酸鈣在改性聚硫橡膠中的應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-05-23  來源:中國粉體技術網  瀏覽次數:86
核心提示:聚硫橡膠,是含有硫原子的特種合成橡膠的總稱,是脂肪烴、醚類等的二鹵衍生物或它們的混合物和堿金屬、堿土金屬的多硫化物的縮聚物。
納米碳酸鈣在改性聚硫橡膠中的應用

引言

      聚硫橡膠,是含有硫原子的特種合成橡膠的總稱,是脂肪烴、醚類等的二鹵衍生物或它們的混合物和堿金屬、堿土金屬的多硫化物的縮聚物。根據所用原料和它們的比例的不同,可以得到各種堅韌的塊狀、粉狀或黏稠狀液體物質,不溶于油類和各種溶劑,在二硫化碳中稍溶脹,不因氧、臭氧和日光等作用而發生變化,透氣性小,拉伸強度和伸長率較低,需加人炭黑補強。由于其耐油性強,主要用于制造各種耐油橡膠制品。

      改性聚硫橡膠與普通聚硫橡膠相比具有成本低、黏接強、與溶劑相溶性好等優點。納米級碳酸鈣相對于普通微米級碳酸鈣來說,具有小尺寸效應、表面效應、量子效應等特性,從而能夠產生微米級碳酸鈣不具備的優異性能。據報道,碳酸鈣粒徑在10—100nm之間,對橡膠、塑料等具有補強作用;粒徑在5~20nm之間,其補強效果與白炭黑相當。納米碳酸鈣可以部分或大部分替代價格昂貴的炭黑和白炭黑作補強填料,適宜在淺色橡膠制品中應用。本試驗通過調節納米硫酸鈣在改性聚硫橡膠中比例,來考察其對密封膠性能的影響。
 
1 材料與方法

1.1 試驗材料
 
      JM一616(改性聚硫橡膠,駐馬店金卯橡膠廠);二丁酯;納米碳酸鈣(山東海澤納米材料廠);普通重質碳酸鈣;酚醛樹脂;硬脂酸等。

1.2 試驗儀器

      JPL一2500N型電子拉力機(江都市精誠測試儀器廠);三輥研磨機(福建永春輕工機械廠);電子天平(0.1g);干燥箱;調膠工具;制拉力塊模具等。

1.3 改性聚硫密封膠的制備

1.3.1 基礎配方

      A組分:JM一616,20%;二丁酯,24%;酚醛樹脂,2%;硬脂酸,0.5%;碳酸鈣,53.5%。B組分:碳酸鈣為納米碳酸鈣(納米鈣)與普通重質碳酸鈣總和。按納米鈣含量的由低到高配置6個A組分:1,0%;2,10%;3,20%;4,30%;5,40%;6,53.5%。

1.3.2 試驗方法

      按照配方比例將各種原材料混合均勻,經三輥研磨機研磨三遍,包裝備用。密封膠的配制:將A組分與B組分按10:1的比例充分混合均勻,然后填入準備好的拉力塊模具中,每組三塊,剩余部分觀察活性期。將做好的拉力塊室溫放置1d,待整體固化后放入80℃干燥箱放置8h取出,待拉力塊完全冷卻后做拉伸黏接實驗。

2 結果與分析

2.1 納米鈣對下垂度的影響
表1不同含量納米鈣對密封膠下垂度的影響

樣品號

1#

2#

3#

4#

5#

6#

納米鈣含量/%

1

10

20

30

40

53.5

結果

流淌

稍下垂

不下垂
不黏

不下垂
不黏

不下垂
黏度大

不下垂
黏度大

      由表1可知,納米鈣可以很好的解決密封膠的下垂問題,但也不能過多使用,用量接近或超過40%時,A組分黏度明顯增加,施工性能明顯下降。

2.2 納米鈣對拉伸黏接性能的影響
表2不同含量納米鈣對密封膠拉伸黏接性能的影響

樣品號

1#

2#

3#

4#

5#

6#

拉伸強度/MPa

0.49

0.61

0.63

0.67

0.70

0.71

伸長率/%

633

598

547

508

418

364

      由表2可知,納米鈣不僅具有填充作用,還具有半補強和補強作用。隨著納米鈣用量的增大,密封膠的黏接強度逐漸增大,伸長率則呈下降趨勢。

2.3 納米鈣對密封膠活性期的影響

      在室溫10℃左右測量密封膠活性期,結果見表3。
表3不同含量納米鈣對密封膠活性期的影響

樣品號

1#

2#

3#

4#

5#

6#

活性期/h

10.5

8

6

4.4

3.7

3.1

      由表3可知,隨著納米鈣用量的增大,密封膠的活性期會越來越短。

3 結論

      納米碳酸鈣可以部分或大部分替代價格昂貴的炭黑和白炭黑作補強填料,對改性聚硫橡膠具有較強的補強效果。納米鈣在改性聚硫橡膠用量20%左右最好,這使得密封膠具有很好的拉伸黏接性能,不下垂且黏度不大,施工性能良好。

      作者:張用偉.翟紅然(1.河南化工職業學.院.應用化學系.河南.鄭州.450042;2.河南駐馬店農業學校教務處.河南.駐馬店.463001)

      來源:中國粉體技術網

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