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【6h】

三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶在输送带中的应用研究

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摘要

第一章 绪论

1.1.1 输送带的简介

1.1.2 输送带的结构与分类

1.2 耐高温输送带

1.2.1 耐高温输送带的简介

1.2.2 耐高温输送带覆盖胶的研究进展

1.2.3 耐高温输送带覆盖胶应用实例

1.3 EPDM/MVQ并用的研究进展

1.3.1 并用胶的胶种选择

1.3.2 并用胶的共混比

1.3.3 并用胶的共硫化

1.3.4 并用胶的相容性

1.3.5 并用胶的补强体系

1.3.6 并用胶的加工工艺

1.4 输送带的老化研究进展

1.4.1 橡胶老化类型

1.4.2 EPDM与MVQ的老化

1.4.3 橡胶老化防护研究进展

1.5 本课题的目的意义、主要内容和创新点

第二章 实验部分

2.1 引言

2.2 并用胶的共硫化

2.2.1 实验原材料

2.2.2 仪器设备

2.2.3 实验流程

2.2.4 试样制备及性能测试

2.3 含氢硅油作用机理的探究

2.3.1 实验原材料

2.3.2 仪器设备

2.3.3 实验流

2.3.4 试样制备及性能测试

2.4 相容剂的制备与性能表征

2.4.1 实验原材料

2.4.2 仪器设备

2.4.3 实验流程

2.4.4 试样制备及性能测试

第三章 结果与讨论

3.1 并用胶的共硫化

3.1.1 硫化体系的影响

3.1.2 原位反应

3.1.3 小结

3.2 含氢硅油作用机理的探究

3.2.1 含氢硅油作用效果验证

3.2.2 硅氢加成反应机理验证

3.3 相容剂的制备与性能表征

3.3.1 相容剂的制备

3.3.2 相容剂的表征

3.3.3 相容剂的性能测试

3.4 输送带中试样带的制作

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及已发表的学术论文

导师和作者简介

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摘要

建筑业、冶金业等工业快速发展需要高效运输高温物料,所以对耐高温输送带的研究就显得尤为重要。本文通过采用耐高温耐老化性能优异的甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)与市面上常用耐高温输送带覆盖胶三元乙丙橡胶(EPDM)进行共混,力求拓宽耐高温输送带覆盖胶的使用温度范围,提高耐高温输送带使用寿命。
  本文首先使用过氧化二异丙苯(DCP)作为主硫化剂,N,N'-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)作为助硫化剂,考察该硫化体系对纯EPDM或纯MVQ胶料的性能影响规律。研究结果表明,该硫化体系可以显著提高胶料的交联速率,降低焦烧时间,促进交联网络的形成。当DCP用量为2份,HVA-2用量为1.3份时,纯EPDM与纯MVQ胶料拥有相近的焦烧时间与相同的交联速率,即两组分并用胶在拥有相近的交联程度的情况下,各自的交联速率又相同,所以可以实现并用胶料的同步硫化。本文还尝试了在并用胶料热处理之前就加入部分硫化剂DCP(胶料配方中硫化体系总用量一致),希望在并用胶体系中引入原位改性反应,使得在热处理过程中实现两组分胶料之间更完善的交联网络结构。研究结果表明,在热处理之前加入1份的DCP,并用胶常温力学性能有所提高,拉伸强度提高了11%。
  在实验过程中发现,在共混体系中加入含氢硅油(PHMS)后,可以明显提高并用胶的耐老化性能,本文对PHMS增强并用胶老化性能的机理进行探究。研究发现,PHMS增强并用胶耐老化性能并不是其与橡胶基体发生了化学反应,而是由于其增塑油的物理作用,使得相同交联密度的胶料,加入PHMS后,胶料力学性能向欠硫方向发生偏移,老化过程即相当于二次硫化,从而必然会提高胶料的力学性能,常态表现为老化后性能保持率高,这就解释了PHMS增强并用胶耐老化性能的原因。
  鉴于通过过氧化物DCP分解自由基与热都不能引发EPDM与PHMS的硅氢加成反应,而卡斯特催化剂存在的条件下可以引发,本文通过卡斯特催化剂催化硅氢加成反应,在EPDM上接枝PHMS,力求制备一种适用于EPDM/MVQ并用胶料体系的新型相容剂。通过红外、核磁、DSC等表征测试方法,证明PHMS成功接枝在EPDM基体上。研究结果表明,加入相容剂后的并用胶力学性能得到显著提高,拉伸强度由原来的11.8Mpa提升至16.5Mpa,提高了近40%,断裂伸长率与老化后力学性能没有太大变化。通过动态力学性能测试仪(DMA)测试并用胶的玻璃化转变温度,发现,加入5份的相容剂后,EPDM的玻璃化转变温度向着MVQ的玻璃化转变温度迁移,由原来的-34.9℃降低至-53.7℃,从而证明了两组分相容性的提升。
  采用本论文研究结果,进行了硅橡胶改性三元乙丙橡胶胶料的密炼机混炼放大实验,采用该并用胶料作为耐高温输送带覆盖胶,在无锡宝通科技股份有限公司合作进行了实验,成功制备出符合产业标准以及国家耐高温输送带T4标准的硅橡胶改性三元乙丙橡胶输送带样带。

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