甲基丙烯酸镁增强氢化丁腈橡胶的结构与形态和性能.pdfVIP

第12期 高 分 子 学 报 No．12 2007年 12月 ACTA POLYMERICA SINICA Dec．．2007 甲基丙烯酸镁增强氢化丁腈橡胶的结构与形态和性能 黄安民 王小萍 贾德民 (华南理工大学材料科学与工程学院 广州 510640) 摘 要 用不同份量的甲基丙烯酸镁(MgMA)作增强剂，过氧化二异丙苯(DCP)作硫化剂，通过混炼和硫化过 程的原位聚合制备了氢化丁腈橡胶／聚甲基丙烯酸镁(HNBR／PMgMA)纳米复合材料，用XRD、F11R、”C—NMR、 SEM、TEM、DMA和交联密度分析等方法研究了其结构、形态和性能，并阐述了MgMA改性HNBR的相关机理． 结果表明，MgMA在混炼过程中粒径明显变小，部分达到纳米级．硫化过程中发生原位自由基聚合，并部分接 枝到HNBR分子链上，HNBR硫化胶和PMgMA有可能形成接枝互穿聚合物网络(接枝IPN)．随着MgMA用量的 增加，纳米复合材料硫化胶的定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度和热氧老化性能逐渐提高．当MgMA 含量为3O份时，体系的拉伸强度和扯断伸长率分别为38．5MPa和545％，并具有优异的热空气老化性能． MgMA能明显增加HNBR复合材料的储能模量，并降低其损耗因子．随着 MgMA用量的增加，纳米复合材料硫 化胶的总交联密度( )和离子键交联密度( )增加，而共价键交联密度( ．)下降，表明离子键对 HNBR／ PMgMA纳米复合材料的力学性能起重要作用． 关键词 氢化丁腈橡胶，甲基丙烯酸镁，纳米复合材料，结构，形态，性能 氢化丁腈橡胶(HNBR)由于含有强极性的腈 1 实验部分 基且主链双键含量低而具有优异的耐热、耐油和 耐化学品等性能 ，在石油开采、汽车等领域的 1．1 原材料 应用越来越受到重视．但和其它合成橡胶一样， 氢化丁腈橡胶，Zetpol 2010H，日本瑞翁公司； HNBR自身拉伸强度非常低，必须加入炭黑等填 过氧化二异丙苯(DCP)，化学纯，上海化学试剂站 料增强．不饱和羧酸盐 “是一种新型橡胶增强 中心化工厂；甲基丙烯酸镁，西安有机化工厂；其 剂．甲基丙烯酸和丙烯酸锌、镁、铝盐最具优势，它 他均为橡胶工业常用助剂，市售． 们与橡胶有很好的相容性，且具有较好的高温稳 硫化胶基本配方(单位为phr，指橡胶质量为 定性和耐极性溶剂．不饱和羧酸盐在自由基引发 100份时，其他物质相对于橡胶质量的份数)， 下，发生均聚并与橡胶网络发生接枝、交联反应， HNBR 100；DCP 4；防老剂2，2，4．三甲基．1，2-二氢 形成的纳米粒子既可增加体系的化学交联又可增 化喹啉集合体(RD)／2．硫醇基苯并咪唑(MB)1／1； 加物理交联，从而使硫化胶的力学性能得到显著 硬脂酸 1；氧化锌(ZnO)5；三聚氰酸三烯丙酯 的提高．研究表明，用甲基丙烯酸锌增强氢化丁腈 (TAC)1．5；促进剂二硫化二苯并噻唑(DM)1．5． 橡胶硫化胶的拉伸强度高，但扯断伸长率较低，而 1．2 样品的制备 用甲基丙烯酸镁(MgMA)增强 HNBR鲜见研究报 在 160双辊开炼机上制备混炼胶，滚筒速 道．本文以过氧化物作为硫化剂，采用 HNBR与 比为1：1．22．采用优肯UR．2030硫化仪测定混炼 MgMA混炼原位聚合方法制备了HNBR／PMgMA纳 胶料的正硫化时间(t =90 min)，硫化温度为 米复合材料，研究了不同MgMA用量对纳米复合 1