吸水膨胀橡胶的研究进展
吸水膨胀橡胶（WSR）是一种新型特种橡胶，由亲水组分（或亲水基团）与橡胶基体通过物理共混（或化学接枝）进行制备，吸水后其体积和质量可成倍数膨胀。因具有弹性止水和膨胀止水双重止水功能，被誉为“超级密封材料”。
WSR自20世纪70年代由日本开发以来，经20多年的发展，已研究出许多不同类型具有优良性能的产品。1988年日本的WSR制品销售量为1万t，1991年达到2.8万t，西德ITC公司也生产出高质量的硫化型及非硫化型吸水膨胀橡胶，应用在大型工程建设中取得了理想的效果[1]。而国内却只有上海等地区有少量的厂家能生产聚氨酯型WSR。
随着WSR的快速发展，WSR的应用也越来越广泛。至今，WSR已在石油井下工具、工程变形缝、管道接口等诸多方面被广泛应用，并逐步取代了传统灌浆等方法在堵漏工程上的应用[2]。日本东京湾海底隧道及上海江底隧道都有成功运用了吸水膨胀材料[3]，在中东等地区还将吸水膨胀橡胶制成膨胀封隔器应用于油田[4~6]。据国内有关报道，2008年11月，勘探开发研究院装备所自主研发的自膨胀式封隔器在冀东油田高浅南区G160-P13井顺利下井进行现场试验应用[7]。WSR在不同的温度、pH值、盐的浓度下发生不同的反应，造成收缩或膨胀，使化学能直接转换成机械能，堪称机械化学调节器，因此在水敏传感器上、医用和生理等方面有广泛的应用前景[8]。国内的吸水膨胀橡胶起步晚、发展慢，与国外同类产品相比，在质量和性能方面都存在一定差距，仍需进一步完善、改进。
1 WSR的吸水膨胀原理及分类
1.1 吸水膨胀原理
WSR的吸水作用主要来源于添加的亲水组分或接枝的亲水基团。当WSR 与水接触时，水分子通过胶体表面吸附和毛细吸附等作用扩散进入胶体中；进入橡胶内的水分子与亲水组分或亲水基团形成极强的作用力，水被保留在橡胶中使得胶体发生膨胀变形同时橡胶的弹性收缩力也在增加，进而形成的渗透压差使得外部的水分子进一步向橡胶内渗透。当渗透压差与胶体自身的抗变形力相等时，吸水达到平衡，此时橡胶的膨胀程度被视为静水最大膨胀率，通常认为这个过程是受水分子的扩散和橡胶分子链断的松弛作用。如果遇水膨胀橡胶在封闭条件下
使用，遇水后膨胀率并不能达到其静水最大膨胀率，因此就产生了膨胀橡胶与约束体间的接触压力。依靠这种接触压力,遇水膨胀橡胶就可以发挥其密封止水的作用[9]。张书香等[10]通过DSC和TG对WSR中水的存在状态进行了研究，发现了有自由水、束缚冻结水和非冻结水三种状态水，并研究了水的状态和聚丙烯酸钠（PAANa）之间的关系。研究表明非冻结水含量与总水量相关，并且与PAANa 上-COONa基团的摩尔量之比约为4；总水量对冻结水的影响不明显，而显著影响自由水的含量。
1.2 WSR的分类
从硫化角度可分为非硫化型吸水膨胀橡胶和硫化型吸水膨胀橡胶（即制品型和腻子型）[11]；按亲水组分可分为聚丙烯酸类、马来酸酐接枝物、改性高纳基膨润土、白炭黑与聚乙二醇、亲水性聚氨酯预聚体等多种；按吸水后的膨胀程度可分为低膨胀率（50%~200%）、中膨胀率（200%~350%）、高膨胀率（＞350%）三种[12]；按制备方法可分为物理共混和化学接枝。
2 接枝型WSR的制备
与物理共混法相比，通过化学接枝法制备的吸水膨胀弹性体具有微观相容性好、强度高、反复性能好等优点。但接枝反应困难，工艺繁琐。由于材料的膨胀率高低取决于亲水基团或亲水链段的多少，很难进行工业化生产，所以目前WSR 的工业生产都是以共混型为主。
孙平和王广佳[13]以过氧化苯甲酰为引发剂,甲苯为溶剂，在共聚条件为90℃×4h的情况下，进行丙烯酸和苯乙烯系嵌段共聚物（SBS）（质量比为8）接枝共聚，合成了支链为聚丙烯酸钠的吸水性接枝离子聚合物。研究表明，当AA/SBS 值为8，中和度在70%~80%时，聚合物的吸水性能最佳可达到500倍以上。Abbasi[14]研究合成了聚二甲基硅氧烷/聚（2-羟乙基甲基丙烯酸酯）连续互穿聚合物网络。2-羟乙基异丁酸酯单体在溶胀硅橡胶中聚合并迅速交联，通过优化反应温度、单体和引发剂浓度、交联剂用量等影响因素，得到了具有互穿聚合物网络结构及吸水膨胀性能的复合橡胶。李宗良等[15]采用过硫酸铵/硫代硫酸钠氧化还原引发体系，将丙烯酸单体与天然橡胶接枝共聚，制得腻子型吸水膨胀天然橡胶。此研究通过红外图分析证实了产物是NR与丙烯酸的接枝共聚物。制得的WSR 吸水6h后膨胀率达到1751%，经5次反复吸水，恢复率仍保持在98%。李青彬
等[16]采用波聚合工艺完成了丙烯酰胺与天然橡胶接枝共聚，制得了性能优良的WSR。该方法聚合时间短（为传统间歇聚合法的1/8），制得的产物接枝率达到51.8%，最大吸水倍率为7.66g/g。
3 共混型WSR的制备
物理共混又可分为机械共混和乳液共混两种方法。机械共混法是先将橡胶在炼胶机上塑炼至生胶包辊，再加入各种助剂和吸水组分混炼，使得吸水组分宏观均匀的分散在橡胶中，最后将混炼胶进行硫化。乳液共混法是将橡胶基体、相应的各种助剂和吸水组分在搅拌器中搅拌均匀后真空脱水、熟成、注模硫化，所得的制品较机械共混法分散性和均一性更高，且具有较小的微区尺寸。西安科技大学的邵水源等[17]以丁苯橡胶SBR/CR为基体，吸水性高岭土为亲水组分，并与其他添加剂采用物理共混法制备了吸水膨胀橡胶。该研究讨论了增强剂（改性白炭黑）、硫磺用量、亲水组分等因素对吸水膨胀橡胶吸水性能和力学性能的影响。研究表明加入4%~8%的增容剂可以提高组分间的相容性，加入5%~10%的发泡剂可以提高WSR的吸水速率。Charoen Nakason等[18]将淀粉接枝的聚丙烯酰胺、膨润土和各类天然橡胶共混制备了WSR。发现橡胶的交联会降低材料的吸水性能，而添加适量的聚环氧树脂（PEO）可以适当地提高材料的拉伸性能和吸水性能；三羟甲基丙烷丙烯酸酯（TMPTMA）和PEO的协同效应能减少橡胶的硫化时间。
应用于不同工况环境的WSR有不同的性能要求（耐高温、耐油性、耐老化、阻燃性、高强度等），橡胶基体的弹性等力学性能决定了WSR的物理性能，而亲水组分或亲水基团（亲水链段）决定了WSR的吸水膨胀性能[19]。在既定基体和亲水组分的基础上，加入各种添加剂（增强剂、阻燃剂、防老化剂等）可以改善WSR的各项性能或赋予WSR一些特殊性能。因此，基体、亲水组分以及添加剂是WSR性能的主要影响因素。
3.1 WSR的基体
目前，应用于制备WSR的橡胶基体主要是氯丁橡胶（CR）、天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、丁腈橡胶（NBR）、三元乙丙橡胶（EPDM）等，也有报道用氯化聚乙烯（CPE）和聚氯乙烯（PVC）作为基体[20~22]或是按一定比例混合的两种橡胶作为基体[17]。对于基体的选择主要从物理机械性能、特种橡胶的特性、
与亲水组分的相容性等几个方面考虑。例如NR具有优异的物理机械性能，但与亲水组分相容性差膨胀率低；而高耐油性、强极性的NBR与亲水组分相容性好；EPDM具有较好的拉伸性能和耐老化性能。
张涛[23]研究了NR、NBR和SBR三种橡胶基体对WSR力学性能的影响。结果表明用SBR和NBR为基体的吸水膨胀橡胶的拉伸强度大幅度低于以NR为基体的WSR，而断裂伸长率、绍尔A硬度差别不大，前者的永久变形量大于后者，从而得出吸水膨胀橡胶的基体应选用NR，而不宜采用NBR和SBR的结论。此结论是基于只从力学性能方面的考虑，而并没有对基体其他特性进行考察。宋帅帅[24]研究了分别以NBR、NBR胶乳、CR和CR胶乳为基体，通过物理共混法、乳液共沉法和干燥喷雾法制备了橡胶/淀粉/丙烯酸钠吸水膨胀橡胶，综合力学性能和吸水性能，表明以CR-3211胶乳为基体通过乳液共沉法制备的吸水膨胀复合材料的各方面性能最好。Petr Hron等[25]将粉末聚丙烯酰胺分别与CR、NR 和EPDM共混制得WSR，发现天然橡胶复合材料具有最佳的膨胀性能，并且NR和CR基体的WSR吸水后仍有较高的拉伸强度，EPDM基体WSR吸水后断裂伸长率降低。
Sung-Seen等[26]研究了NBR中丙烯腈的含量和温度对白炭黑填充的NBR硫化胶吸水膨胀性能的影响。含70份白炭黑的NBR硫化胶的吸水率高于含20份白炭黑的NBR硫化胶，丙烯腈含量的增加也可以提高NBR硫化胶的吸水性能，在室温和90℃NBR硫化胶的吸水行为分别表现出不同的变化趋势，90℃的吸水速率明显大于室温。韩国Jong 等[27]采用反向悬浮法合成了聚丙烯酸钠颗粒，通过将其分散在NR中制得了吸水膨胀橡胶，并研究了炭黑、亲水组分以及偶联剂对所制得的WSR的吸水膨胀性能的影响。研究表明采用反向悬浮聚合合成的聚丙烯酸钠颗粒的尺寸是76~225μm，增大盐浓度降低了凝胶内外的离子浓度差，从而使得颗粒的平衡水吸收量减少；NR交联密度的增大会降低分子运动活性，所以也会使得平衡水吸收量减少；掺入10份的炭黑具有防止SAP脱离至水中的作用，甲基丙烯酸缩水甘油酯作为偶联剂能更显著的增强这种作用，两者都可以提高WSR的平衡水吸收。Holger Wack等[28]将NR/SBR弹性体粉末（EP）加入到熔融的热塑性树脂（TP）中制得基体，然后混入SAP制得可膨胀的热塑性弹性体。研究了增容剂2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷、SAP和EP对材料的影响。结果表明，增容剂可以改善组分间的相容性提高材料的吸水性能；高浓度的SAP和EP可得到最好的膨胀性能；低浓度的SAP和EP可得到最佳的力
学性能。通过对材料结构和SAP位置的测定，可以发现排出到材料表面的颗粒几乎全部是SAP，而通道和孔都在SAP和基体周围之间，因此可以假设液体是通过SAP和基体的界面进入材料内，并在材料内进行扩散，这些定性的研究成果有助于阐明材料发生的运输过程。该材料可用于开发新型高质量自我修复密封体系。
3.2 亲水组分
吸水膨胀材料的吸水膨胀性能来源于亲水组分，通过上述的吸水原理才可达到膨胀止水的功能。对亲水组分的选择主要要求吸水率高、保水性好、耐热并与基体相容性好。高吸水树脂的种类繁多，目前研究主要有淀粉类、纤维素类以及合成类高吸水树脂。这三类高吸水树脂的性能对比如下表[29]：
淀粉淀粉是一种天然多糖的高分子材料，具有来源丰富、可再生、环保和易降解等优点，研究以淀粉接枝物为亲水组分的WSR可以很大程度地降低成本。但因其保水性不好、机械性能差及耐热性差等不足，使得淀粉接枝物在WSR领域的应用受到了极大的限制。一些研究表明，淀粉具有增强橡胶的作用。Song 等[30]研究证明了淀粉可以增强CR的机械性能，并通过检测到淀粉表面的羟基基团和CR分子链上的烯丙基氯反应释放的HCl气体，证明了淀粉与CR在低硫化温度发生了反应，并认为这种反应可能会增强CR的性能。
纤维素是多糖化合物，分子链上带有大量的羟基，通过化学改性反应可以制得不同用途的功能材料。纤维素类高吸水树脂就是通过纤维素交联或接枝改性制备，如羟丙基纤维素、羟丙基羧甲基纤维素等。改性后其力学性能和吸水能力都
得到提高。一般说来，普通木浆水保留值为50%，再生纤维素为130%，而纤维素高吸水材料则可达200~7000%[31]。武汉工程大学的李秀辉等[32]将由短棉纤维制备的短纤维与NBR物理共混制得了短纤维改性WSR，发现短纤维不仅可以提高WSR的吸水速率尤其是在盐水中，还可以提高WSR的拉伸强度。在取向上，掺入20份的短纤维可使拉伸强度最大值11.2MPa。
合成类高吸水树脂主要分为离子型和非离子型。如聚丙烯酸盐含有羧酸盐亲水官能团为离子型，膨胀率高、吸水速率慢且受环境离子浓度的影响很大；而非离子型的吸水树脂如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、亲水性聚氨酯等,其亲水基团为羟基、酰胺基、氧化乙烯基,吸水速度快,极易达到饱和,但吸水量不高。此外还有离子性和非离子性单体的共聚物,如不同中和度的聚丙烯酸钠和部分水解的聚丙烯酰胺等[2]。Liu等[33]用交联的丙烯酸和丙烯酸丁酯共聚物P(AA-co-BA)通过聚合物互穿网络（IPNs）技术改性交联聚丙烯酸钠（CSP），并制备研究了WSR的吸水性能和力学性能。发现相对于未改性的CSP，改性后的CSP在CR中分散更好、失重率低，并提高了WSR的吸水性能和力学性能。当掺入30份CSP时，WSR的失重率、拉伸强度、断裂伸长率、膨胀率分别为2.5%、7.7MPa、1530%、438%。
众所周知，不同的吸水树脂的吸水原理是不同的，因而合成树脂的单体组成是对材料吸水性能主要影响因素。除此外，单体聚合的方法以及选用的交联剂也是重要的影响因素，H.Omidian等[34]对此做了系统的研究。该研究建立了弹簧和阻尼器组成的测试模型，以求通过调节弹簧来抑制聚合物网络的膨胀和设定阻尼器来控制渗透，从更根本的方面考察不同吸水剂的溶胀特征。从测得的数据可以发现，将加有丙烯酰胺的丙烯酸和丙烯酸钠以反相悬浮聚合法合成的树脂的吸水速率最快；油溶性交联剂在聚合时在油相中扩散，使得聚合物周围的交联程度可能高于中心位置，使得渗透显著受影响，减缓了膨胀速率。党娟华等[35]以丙烯酸、丙烯酰胺为原料制备了高吸水性聚合物凝胶，并考察了单体配比、交联剂用量、引发剂用量、介质pH及温度与离子强度对凝胶吸水性能的影响。结果表明：添加80%的丙烯酸、0.4%的交联剂和0.4%的引发剂时凝胶的溶胀比最大；该凝胶适用于pH为5~11的介质环境，而介质温度对凝胶的影响不大；凝胶的溶胀比随离子强度的增大而减小。
物理共混法工艺简单、设备要求低、吸水膨胀率高等特点，易于工业化生产。但常用的吸水树脂极性很强凝聚力大，在橡胶基体中分散不均匀，浸水后容易脱离基体到周围介质中，使得失重率很高，不利于反复使用。因此需加入增粘树脂、粘合剂或增容剂等助剂来改善吸水树脂的分散性并提高和橡胶基体间的相容性，继而提高WSR的各种性能。当然，选择与基体相容性好的亲水组分也很有必要。郑邦乾等[21,22]用六种高吸水性树脂与PVC共混制得吸水膨胀性PVC共混物，研究表明，接枝了甲基丙烯酸酯甲酯基的高吸水性树脂与PVC的相容性更好。
增容剂的分子链上通常都带有与基体或吸水树脂相同的链段或可与之反应的官能团，而一些两亲性增容剂则是在基体的分子链上接枝与吸水树脂有相同结构特征的链段。此外，表面活性剂也是一类增容剂。增容剂主要起桥接作用，建立基体和亲水组分之间的联系，降低相界面张力，使共混组分相容性变好。
目前已有许多关于增容剂研究的报道。刘晓丹等[36]制备了聚氨酯／丁腈橡胶互穿网络型吸水膨胀橡胶，认为随PU的增多，橡胶的网络结构变疏松，形成可供小分子填料流失的“水渠”，使得吸水速度和质量损失率增大，而增加膨胀周期，质量损失率会降低。Zhang等[37]用聚乙烯醇接枝聚丙烯酸丁酯（PV A-g-PBA）作为增容剂提高了氯醇橡胶（CHR）与交联的聚丙烯酸（CPA）的相容性，并大幅度降低了失重率，并观察到由疏水性PAB支链粘连在一起的连续薄糊层，这薄糊层可能会阻碍水分子与CPA接触。Xie等[38]根据氯丁橡胶中的氯与PEG中的钠盐反应，以聚乙二醇（PEG）接枝结晶性氯丁橡胶合成了一种新的两亲性聚合物，用作增容剂来提高吸水树脂和弹性体之间的相容性。通过对生成的共聚物中氯的元素分析，计算了PEG的含量和接枝率，最大的接枝率为ca24.80%。Zhang等[39]以聚乙二醇与氯化聚乙烯的接枝共聚物P(CPE-g-PEG)为增容剂改善CPE与P(AA-AM)的相容性，结果表明，添加适量的增容剂可以提高吸水树脂的分散性、吸水膨胀性能和材料的力学性能。当增容剂过量时，则会降低相应的各项性能。四川大学的谢静思等[40]以丙烯酰胺和NBR为原料制备了P(NBR-g-AM)，并以P(NBR-g-AM)为增容剂来改善NBR与其制备的吸水树脂之间的相容性。研究表明，加入P(NBR-g-AM)提高了材料的拉伸强度和吸水性能，并降低了失重率，证明P(NBR-g-AM)具有改善共混组分相容性的作用。
随着吸水膨胀橡胶的应用越来越广泛，相应的对WSR性能的要求也越来越高。在一些大型工程存在的如工程变形缝、水坝嵌缝和施工缝等密封堵漏问题上，要求使用的WSR具有一定的强度，特别是吸水膨胀后的强度。而目前已知橡胶基体的强度都较低，而以PVC等树脂为基体的WSR又存在吸水慢、膨胀低、基体弹性差的不足难以实现膨胀堵水的效果。当WSR吸水膨胀后，水具有增塑剂的作用使得材料的强度变得更低。因此需要加入高强度的无机填料如炭黑、白炭黑、粘土等作为补强剂（增强剂），不仅可以提高材料的强度还可以降低成本。近年来，纳米材料的研究应用已遍布各个领域。应用于橡胶工业的纳米材料通常是指纳米填料，由于其小尺寸效应和表面效应减小了粒子间的距离，增强了粒子间的相互作用，继而表现出良好的补强效果。
周爱军等[41]研究了炭黑和白炭黑两种补强剂对NBR/SAR复合胶的性能影响。发现白炭黑由于粒径小，呈凝聚状态，在NBR中分散不均匀，易使胶料硬化加工性能不好。但由于白炭黑表面带有大量的硅羟基，对水具有一定的吸附性和导水性，继而提高了WSR的吸水性能。而炭黑的分散性好，能提高材料的拉伸强度、抗撕裂性能等力学性能。此研究最后得出了一个最优化配方：40份白炭黑、5份N220炭黑，按此配方制备的WSR的质量膨胀率最大，力学性能较好。而在胡凯等[42]的研究中，在NBR中加入40份吸水树脂、20份炭黑和30份白炭黑能使WSR的力学性能及吸水性能达到最佳值，并且具有一定的耐高温、耐盐等特性。Sun Xiao Hong等[43]对EPDM基发泡型WSR进行了研究，发现当加入4份发泡剂时，平均孔径、最大泡孔孔径和泡孔密度达到最大值，而加入白炭黑可以降低平均孔径和最大泡孔孔径，并使泡孔均匀。在WSR中掺入白炭黑，可使未发泡的WSR的拉伸强度提高三倍，使发泡后浸水前的WSR的拉伸强度提高六倍。吸水膨胀后，未填充WSR和填充白炭黑的未发泡WSR的力学性能下降，但白炭黑填充的发泡型WSR的力学性能会提高。白炭黑填料可以提高吸水速率，同时降低达到吸水平衡的时间。对于填充白炭黑或则不填充的WSR，发泡的WSR的吸水膨胀度(体积)都高于不发泡的WSR。S.Bandyopadhyay等[44]通过对硫化胶物理和动态力学性能的测量以及对橡胶-填料混合物的流变观察，研究了炭黑与NBR和羧化丁腈橡胶（XNBR）两种橡胶的相互作用。结果表明随着炭黑特别是氧化处理的炭黑的增加，材料的模量和拉伸强度提高，膨胀后失重率降低。Wang等[45,46]用沉淀法制备的白炭黑做增强相，并与其他组分混合制
得了吸水膨胀橡胶。通过SEM观察到白炭黑在CR中分散良好。研究还表明，过多的白炭黑会提高材料的交联密度降低材料的吸水性能，而由于白炭黑表面有许多强极性和亲水性的硅醇基，添加适量的白炭黑反而可以在提高材料的力学性能的同时增强其吸水性能。
由于炭黑的污染性，不进行表面改性的白炭黑与橡胶相互作用弱且填充白炭黑的橡胶固化时间长，研究人员逐渐关注新型补强剂的开发。具有层状硅酸盐的粘土成为这方面的热点。由于粘土粒径较大和表面活性低使其增强效果很差，所以通常粘土都会进行有机改性处理，以扩大粘土的层间距甚至是成为剥离型结构。杨盛华等[47]研究了有机改性蒙脱土（OMMT）对吸水膨胀橡胶的影响。研究中应用Bragg方程λ=2dsinθ计算了OMMT的层间距，表明当掺入5份OMMT 时形成了插层结构，而当掺入10份时则形成剥离型结构。并发现OMMT可以提高WSR对H2S的耐腐蚀性。S. Sadhu和A.K. Bhowmick[48]研究了NBR、SBR 和BR与蒙脱土制备的纳米复合材料的力学性能。该研究通过XRD分析，得出了插层程度与橡胶极性是一函数关系的结论。并发现在4份改性蒙脱土的增强下，含50%丙烯腈的NBR的强度最大。S.Joly等[49]将粘土进行有机改性，通过扫描电镜和透射电镜观察改性后粘土在NR中的分散状态，同过XRD测试了粘土硅酸盐层间距。观察到NR分子链易于透过有机改性后的MMT，形成插层结构和部分的剥离结构。A.A. Yehia等[50]研究了不同改性的纳米粘土作为天然橡胶和合成橡胶的补强剂。研究表明，4份的溶解端氨基丙烯腈-丁二烯（ATBN）改性粘土（MMT-ATBN）的增强效果与40份炭黑（HAF）相同；而烷基胺类改性粘土的增强效果相当于4~10份的HAF；由于烷基胺类的化学性质，使得改性后的有机粘土更能与丁腈橡胶相容。R. Sengupta等[51]着重考察了纳米粘土/橡胶的机械性能，认为剥离型的硅酸盐层具有纳米级的厚度可以增强材料的各向异性和阻隔性能，这是研究橡胶纳米复合材料的意义所在，而熔体复合是商业化生产最有前途的路径。此外也有以纤维作增强相的研究，王妮等[52]用丙烯腈短纤维增强SBR/CR，并与吸水树脂共混制得WSR。通过对制得WSR的性能进行研究，观察到纤维易在橡胶混炼时取向且不同方向上力学性能相差很大；并得出当SBR/CR比例为7∶3、40份吸水树脂、13份纤维时，WSR的性能最佳（拉伸强度为4.8MPa，吸水倍率大于152%，失重率小于9.5%）。
4 WSR研究应用中存在的问题
随着WSR涉及的领域越来越广，出现了许多研制及实际应用上的问题和难点。
（一）共混型WSR的亲水组分和基体材料的相容性不好，浸水后亲水组分析出到水中，结构不稳定，反复使用效果很差；接枝型WSR的接枝率低，工艺繁琐，生产成本高。
（二）在无约束情况下，WSR吸水后无方向性自由膨胀，止水密封效果不佳。如作为盾构复合遇水膨胀橡胶的止水垫片，由于遇水膨胀橡胶不仅在受压方向膨胀而且在非受压侧膨胀,导致膨胀橡胶起皱甚至脱开，影响工程使用效果[9]。目前并没有针对WSR膨胀压力测试方法的标准，很大程度上阻碍了WSR的发展。
（三）WSR选用的高吸水树脂受pH、离子强度、温度等环境因素的影响很大，而其反复浸水后亲水组分易析出，使得WSR的膨胀倍率不能控制。WSR 膨胀倍率不足就会失去膨胀止水的意义，而膨胀倍率过大则可能会导致工程事故。
（四）WSR吸水是通过表面向内部传递的过程，同种WSR比表面积大的吸水膨胀速度更快。一些工程上应用的WSR的膨胀速度是不明确的，给施工带来了不便和隐患。
5 结语
吸水膨胀橡胶具有“以水止水”的特性被视为换代型的密封止水材料，日益受到人们的青睐，应用越来越广泛。但经过20多年的发展，其研究中仍存在相容性不好、膨胀无方向性、膨胀倍率不可控等许多问题，使得吸水膨胀橡胶适应面不广。建议针对吸水膨胀橡胶各项性能的测试方法制定相应的标准，使吸水膨胀橡胶的研究规范化，从而促进吸水膨胀橡胶的快速发展。如何研制结构性能稳定、价格低廉、适用性强的吸水膨胀橡胶是其未来的发展方向。
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遇水膨胀橡胶止水条使 用办法 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
1,预留槽法：在先期浇筑的水泥面上留下能容胶条1／2的槽，再将胶条嵌入1／2槽内，继续浇水泥。2.粘贴法：沿安装线刷401等万能将止水条定位。 3.钢钉密钉法：将胶条沿安装线用钢钉定位且钢钉越密越好。 4.接头可45度斜面搭接粘合，或45度斜面搭接后用钢钉定位。止水条的注意事项：与胶条相接触的水泥面须平整，不能有凹凸不平的现象。因胶条比重比水泥轻，胶条安装时定位须牢固，防止胶条漂浮错位导致漏水。不能先留缝后嵌条，应将胶条定们牢固后内埋密实不得裸露。本品不可在空气中长期裸露，应放在干燥通风的仓库中，避免强光曝晒。止水条截面分别有15×20、20×20、 20×30、30×30、30×40、20×50、30×50、50×50等几十种，可根据工程设计需要加工制造不同该种橡胶止水条在遇水或受潮后会产生2-3倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止水分渗漏。当接缝或施工缝发生位移，造成间隙超出材料的弹性范围时，普通型橡胶止水带则失去止水作用，而该材料还可以通过吸水膨胀来止水。使用遇水膨胀橡胶作为堵漏密封止水材料，不仅用量节省，而且还可消除一般弹性材料因过大压缩而引起弹性疲劳的特点，使防水效果更为可靠。遇水膨胀橡胶止水条既具有一般腻子的良好易粘接和耐低温性能，又具有较好的膨胀特点。该产品由多种高分子化工材料合成，强度比一般腻子高，特别适用于防水工程。对于工程量一般按照止水条的每种规格的长度计算。 ●施工方法 1．在施工前需要对表面的灰尘、油污进行清理； 2．将密封胶放入专用挤胶枪，旋上胶嘴，根据施工缝要求切割胶嘴的大小和宽度； 3．用挤胶枪将密封胶挤到施工缝中； 4．涂敷的密封胶在固化前应避免与水接触。 ●包装与贮存 400ml或600ml软包装或根据用户要求的其它包装。 贮存在25℃以下的干燥环境中，避免高温、水汽，贮存期为9个月。 ●注意事项 1．应避免在雨天及长期与水接触的地方直接施工，以免遇水胶体提前膨胀。 2．如在浇铸处施工，应在浇捣前的24h施工。
硅橡胶阻尼材料 专业：11高分子 姓名：刘谢非 学号：C31114047
一．硅橡胶特点 硅橡胶是以—Si—O—Si—为主链，通过硅原子与有机基团组成侧链的高分子弹性体。侧基为有机基团。因其键角大、取向自由度大，柔顺性好，所以具有卓越的耐低温性能；因其键能大（422.5kJ／mol），所以耐高温性能好［1］。其玻璃化转变温度较低（-70~-140℃），室温附近其性能变化小，而硅氧键的结构使其在较宽的温度范围（-50~200℃）内力学性能较稳定 二．硅橡胶阻尼材料 1.阻尼材料 将固体机械振动能转变为热能而耗散的材料，主要用于振动和噪声控制。材料的阻尼性能可根据它耗散振动能的能力来衡量，评价阻尼大小的标准是阻尼系数。导弹、运载火箭和飞机在飞行时，由于发动机工作和气动噪声等原因，会引起严重的宽频带随机振动和噪声环境，还会激发结构和电子控制仪器系统众多的共振峰，使结构出现疲劳失效和动态失稳，使电子控制仪器精度降低以至发生故障。统计数字表明，火箭的地面和飞行试验故障约有三分之一与振动有关，而结构材料的阻尼性能不佳是造成这类故障的一个重要原因。为了提高结构的阻尼性能，可将结构材料和阻尼材料组合成复合材料，即由结构材料承受应力，阻尼材料产生阻尼作用，以达到控制振动和降低噪声的目的 2.高分子材料的阻尼原理 高聚物在交变应力的作用下，由于其特有的粘弹性，形变的变化落后于应力的变化，发生滞后现象，有一部分功以热或其他形式消耗掉。这样就形成阻尼。在玻璃化温度以下，高聚物在外力作用下的形变主要是由键长、键角的改变引起的小形变，即弹性形变，速度很快几乎完全跟得上应力的变化，因此阻尼小；在高弹态时，由于链段运动比较自由，内耗也小。在玻璃化转变区域向高弹态过渡时，当应力以适中的频率作用于高聚物，由于链段开始运动，而体系的粘度还很大，链段受到的摩擦阻力比较大，形变落后与应力变化，阻尼较大。通用型阻尼材料要求至少有60~80℃这样宽广的玻璃化转变温度，为了加宽玻璃化转变温度范围，可以在高聚物的侧链上引入大体积的苯基，或用阻尼系数高的聚合物作为基材，和另一种玻璃化温度与之相差几十度的聚合物共混、共聚，来达到扩大阻尼温度区域及满足其他需求的目的。
万方数据
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溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的研究进展 作者：何俊， HE Jun 作者单位：新丰杰力电工材料有限公司,广东韶关,511100 刊名： 广州化工 英文刊名：GUANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2011,39(2) 参考文献(20条) 1.张爱清压敏胶粘剂 2003 2.杨玉(崐)压敏胶粘剂 1991 3.胡孝军;朱文强;张泽民无溶剂型丙烯酸酯压敏胶的研究进展 2009(04) 4.丁玉兴;温守东丙烯酸酯压敏胶粘剂的合成[期刊论文]-承德石油高等专科学校学报 2001(03) 5.路雅萱丙烯酸酯压敏胶的涂布与检验 1993(06) 6.沈震;熊联明;曹端庆无苯溶剂型三元共聚丙烯酸酯类压敏胶的研制[期刊论文]-中国胶粘剂 2007(04) 7.冯新德聚已内酯环氧丙烷大单体制备及其甲基丙烯酸正丁酯共聚合 1995(05) 8.陈瑞菁;简智超;李泳耐热丙烯酸酯压敏胶粘剂(带)的研制[期刊论文]-中国胶粘剂 2001(04) 9.唐中华;唐敏锋;范晓东溶剂型聚丙烯酸酯类压敏胶的研制[期刊论文]-粘接 2005(03) 10.陆彬;陈建;陶云峰溶剂型丙烯酸酯压敏胶的研制[期刊论文]-中国胶黏剂 2009(02) 11.Dhal P K;Deshpande A;Babu G N Pressure sensitive adhesives of acrylic polymers containing functionalmonomem[外文期刊] 1982 12.吕广普;李昱江;郭焱丙烯酸酯类压敏胶的合成与性能研究[期刊论文]-粘接 2009(09) 13.徐康林;唐安斌丙烯酸酯压敏胶的研制[期刊论文]-化工技术与开发 2010(07) 14.刘克祥;刘敏;张书香溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶的研究[期刊论文]-山东化工 2008(37) 15.张军营丙烯酸酯胶黏剂 2006 16.费永诫溶剂型丙烯酸酯压敏胶的研究[期刊论文]-化学工业与工程技术 2003(01) 17.李晋;陈正平橡胶型压敏胶的研制 1993(01) 18.孙津接枝型橡胶压敏胶带的研究[期刊论文]-粘接 2003(03) 19.FALSAFI A;TIRRELL M;POCIUS A V Compositional effects on the adhesion of acrylic pressure sensitive adhesive 2000 20.杨玉昆;吕凤亭压敏胶制品技术手册 2004 本文链接：https://www.doczj.com/doc/2b12261792.html,/Periodical_gzhg201102017.aspx
橡胶阻尼材料研究进展 摘要：在本文中，对近些年来的对橡胶阻尼材料的研究进了简单的介绍。经过大量经验得知，对于橡胶阻尼材料进行设计的主要原则是：尽量使有效阻尼温度的范围增大，增大其损耗模量以及滞后损失，减小其储存模量。为了对橡胶阻尼材料的减震性能进行提高，目前采用最广泛的方法是：材料结构改进、橡胶接枝和嵌段共聚以及橡胶与橡胶、纤维、塑料共混。 关键词：橡胶阻尼材料研究进展 前言： 机械在运转时会产生污染环境的震动以及噪声，同时这些危害的产生对于机械加工的密度以及精度也都会有影响，从而造成机械的使用寿命会缩短，机械结构会因疲劳而发生损坏。为了使这个问题得到解决，国内外的研究人员一直致力于增大机械系统或结构的能量损耗的研究。新的技术以及新的材料在阻尼减震的研究中不断被引用，由于高分子阻尼减震材料具有优异的性能而不断的在阻尼减震中得到应用。对于此种材料的应用，既可以有效的减低机械震动以及噪音，并且使机械产品的质量得到了保证。在汽车工业中，对于减震橡胶材料的使用，使得汽车的舒适性、安全性以及其稳定性都得到了大幅的提高。在本文中对橡胶阻尼材料以丙烯酸酯橡胶、聚氨酯为例的研究进展进行了简单的介绍。 一、橡胶材料的阻尼机理简介 橡胶材料之所以能够产生阻尼作用，这是由于其滞后现象。当橡胶出现拉伸-回缩这一循环变化时，会产生链段间的内摩擦阻力，为了要克服这种阻力就会产生内耗。 当橡胶处于玻璃态时其分子链段的运动能力几乎为零，模量很高，不能完成机械能转变成热能的耗散，能量的贮存形式是位能；分子链段的运动能力较高时，橡胶是处于高弹态，但是这个阶段对于机械能的吸收的能力是有限的，所以我们需要对一种转变区域进行确定，即在这个区域里，橡胶材料的模量较低，损耗因子较高，这样只要振动频率在要求范围内，分子基团间就能进行相互耦合，从而耗散振动能量。 此外，大量的专家学者定量研究了橡胶材料的阻尼机理。其中包括：阻尼性能与分子结构的定量关系研究、互穿聚合物网络的协同效应等等。有学者指出，在聚合物中，分子基团对于阻尼特性的增强的原因不仅仅在于其分子结构，还包括此分子的位置，基团贡献分子理论便诞生了。 二、橡胶阻尼材料 1、丙烯酸酯橡胶
遇水膨胀橡胶试验作业指导书 1检测依据 《膨润土橡胶遇水膨胀止水条》(JG/T141-2001) 《高分子防水材料 第三部分 遇水膨胀橡胶》(GB/T18173.3-2002) 2组批规则 膨润土橡胶遇水膨胀止水条：同一型号产品5000m 为一批，不足5000m 皆认为一批。 腻子型遇水膨胀止水条：以每月同标记的膨胀橡胶产量为一批。 3试验项目及试验方法 3.1试验项目 体积膨胀倍率 高温流淌性 低温试验 3.2试验方法 3.2.1膨润土橡胶遇水膨胀止水条 (1) 吸水膨胀倍率 用锋利的小刀裁切约30mm ×10mm ×10mm 试样各3块，每块重约4g ，将桥型托架架在天平秤盘上，用于测试。 首先测定试样在空气中的质量M 1和试样浸入水中的质量m 1，然后将试样浸泡在水中，C 型每间隔2h 测定一次试样在空气中的质量M 2和试样浸入水中的质量m 2。S 型每间隔12h 测定一次试样在空气中的质量M 2和试样浸入水中的质量m 2，并记录。测定至吸水膨胀倍率基本不再增加为止。C 型产品按24h 计，S 型产品按240h 计。 每组三个试样，取其算术平均值作为吸水膨胀倍率，结果按下式计算： 式中：△V ——吸水膨胀倍率，%； M 1——浸泡前试样在空气中的质量，g ； M 2——浸泡后试样在空气中的质量，g ； % 1001 12 2?--= ?m M m M V
m 1——吸水膨胀前试样在水中的质量，g ； m 2——吸水膨胀后试样在水中的质量，g 。 根据上式分别算出不同时间所对应的吸水膨胀倍率，符合表2指标规定为合格。 (2) 耐热性 将试样裁切成长度为100mm 三块，用金属丝穿过，悬挂于加热至80℃的烘箱，恒温2h 。观察经加热后的试样三块均无流淌想象为合格。 (3) 低温柔性 将试样裁切成长度为150mm 三块，平放于已达-20℃的冰箱中，同时将直径20mm 金属棒也置于冰箱中，保持温度恒定，试验试件为2h 。开启冰箱门，在3s 之内迅速将冷冻过的试样置于金属棒表面绕180度取出，用5倍放大镜观察，三块试样表面均无裂纹现象为合格。 3.2.2腻子型遇水膨胀止水条 (1) 高温流淌性 将三个20mm ×20mm ×4mm 的试样分别置于75度倾角的带凹槽木架上，使试样厚度的2mm 在槽内，2mm 在槽外；一并放入80℃的干燥箱内，5h 后取出，观察试样有无明显流淌，以不超过凹槽边线1mm 为无流淌。 (2) 低温试验 将两个50mm ×100mm ×2mm 的试样在-20℃低温箱中停放2h ，取出后立即在直径10mm 的圆棒上缠绕一圈，观察其是否脆裂。 (3) 体积膨胀倍率 ① 体积膨胀倍率试验方法Ⅰ(常用) 将试样制成长、宽各为(20.0±0.2)mm ，厚为(2.0±0.2)mm ，数量为3个。用成品制作试样时，应尽可能去掉表层。 将制作好的试样先用0.001g 精度的天平称出在空气中的质量，然后再称出试样悬挂在蒸馏水中的质量。 将试样浸泡在(23±5)℃的300ml 蒸馏水中，试验过程中，应避免试样重叠及水分的挥发。 试样浸泡72h 后，先用0.001g 精度的天平称出其在蒸馏水中的质量，然后用滤纸轻轻吸干试样表面的水分，称出试样在空气中的质量。 计算公式： % 1005 215 43?+-+-= ?m m m m m m V
234 橡 胶 工 业2019年第66卷橡胶型压敏胶的研究进展 杨一涵，李 卓*，李英哲 （青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东青岛 266042） 摘要：橡胶型压敏胶（RPSAs）广泛应用于胶带、标签等领域，其粘合性能评价标准有初粘性、剥离强度和持粘性3项。用作RPSAs基体的橡胶弹性体主要有天然橡胶（NR）、合成橡胶（SR）和热塑性弹性体（TPE）3类，新型TPE基RPSAs 为近年来的研究热点。对于RPSAs的优化主要从基体改性和优化配方两个方面展开，基体改性采用物理和化学改性手 段，配方优化包括调整增粘树脂品种和用量等。与其他种类的压敏胶相比，橡胶型压敏胶具有独特优势，应用领域越来 越广。 关键词：橡胶型压敏胶；基体改性；粘合性能；配方优化 中图分类号：TQ339 文章编号：1000-890X（2019）03-0234-06 文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2019.03.0234 橡胶型压敏胶（RPSAs）是以橡胶弹性体为基体，配以适当的增粘树脂、填料、软化剂、交联剂、溶剂等制成的一种只需施以较小压力便可与被粘物紧密粘合的胶粘剂，广泛应用于单/双面胶带、商标、标签、医疗用品以及电子产品等领域[1-6]。衡量RPSAs粘合性能的标准有初粘性、剥离强度和持粘性3项。初粘性是指在较小压力下快速润湿基材表面所产生的粘接力，是RPSAs与被粘物接触时其表面的化学和物理性能的综合反映；剥离强度是指胶层从一个标准基材上以恒定的速率和角度剥离下来所需要的力，主要反映RPSAs与被粘物表面粘合力的大小；持粘性是指RPSAs抵抗持久性剪切蠕变破坏的能力，反映了胶层的内聚强度[7-8]。用作RPSAs基体的橡胶弹性体主要有3类——天然橡胶（NR）、合成橡胶（SR）和热塑性弹性体（TPE）。 1 NR基RPSAs 最早的RPSAs是以NR和增粘树脂共溶在甲苯和庚烷中制得[8-9]。迄今为止，NR仍然在RPSAs基体中占据重要的位置，这是由NR的结构特性决定的。首先，NR的高相对分子质量以及在应变条件下具有的结晶能力赋予RPSAs足够的内聚强度，有利于提高其持粘性；其次，高含量的顺式结构使NR在较宽的温度范围内具有很好的弹性，提高了RPSAs的耐低温性能；另外，因分子内无极性基团，NR易于与非极性增粘树脂相容，制成的RPSAs 表面能低，易于润湿各种固体表面，因而具有较高的粘合性能，尤其是初粘性[7，10]。但是，作为一种不饱和非极性橡胶，NR的耐油、耐溶剂和耐热氧老化性能均较差[11]。为了进一步提高NR基RPSAs的粘合性能，并同时改善其综合性能，需要对其进行适当的优化。优化的方法可以分为对NR基体改性和优化配方两种，后者主要针对增粘树脂和填料进行。 1.1 NR基体改性 对NR基体的改性可以分为物理共混和化学改性两类，化学改性又包括环氧化、接枝等方法。1.1.1 物理共混 单一橡胶为基体制备的RPSAs不可避免会受基体性能缺陷的影响。将两种或两种以上橡胶并用，可以起到优势互补，弥补单一基体缺点的作用。基于不同的改性目的，常用于和NR并用的橡胶包括丁苯橡胶（SBR）、丁腈橡胶（NBR）和三元乙丙橡胶（EPDM）等[2，12-15]。例如，SBR与NR并用可以发挥SBR成本低、耐老化和耐蠕变性能好 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51603110） 作者简介：杨一涵（1998—），女，山东聊城人，青岛科技大学在读本科生，主要从事高性能橡胶基复合材料的研究。 *通信联系人（lizhuoqust@https://www.doczj.com/doc/2b12261792.html,）
第25卷 第8期2009年4月 甘肃科技 Gansu Science and Technol ogy V ol.25 N o.8 A pr. 2009氢化丁腈橡胶技术进展及市场现状 李 刚,何 春 (兰州石化公司研究院,甘肃兰州730060) 摘 要:介绍了国内外氢化丁腈橡胶生产技术进展和市场现状,总结了存在的不足,并对未来国内氢化丁腈橡胶的发展提出建议。 关键词:氢化丁腈橡胶;生产技术;市场现状 中图分类号:T Q333.7 氢化丁腈橡胶(HNBR)是一种高饱和的腈类弹 性体,是将丁腈橡胶(NBR)链段上的丁二烯单元进 行有选择的加氢制得的。它不仅具有NBR的耐油、 耐磨、耐低温等性能,而且还具有更优异的耐高温、 耐氧化、耐臭氧、耐化学品性能,高腈HNBR的低温 柔韧性更好。HNBR的工艺性能与NBR相似,易混 炼,存放稳定性好,操作安全。主要用于汽车油封、 燃油系统部件、汽车传动带、钻井保持箱和泥浆用活 塞、印刷和纺织用胶辊,坦克带衬垫,航天航空用密 封件,空调密封制品,减震材料等领域。 1 HNBR生产技术进展 HNBR的制备方法主要有3种:NBR溶液加氢 法、NBR乳液加氢法和乙烯-丙烯腈共聚法。 1.1 HNBR溶液加氢法 NBR溶液加氢法是目前工业化采用的主要生 产方法。溶液加氢法首先将NBR粉碎,溶于适宜的 溶剂,在高温、高压反应器中,由贵金属催化作用与 氢气反应,其中催化剂是关键,氢化NBR时,催化剂 只对二烯单元的双键选择性加氢还原成饱和键,并 不氢化丙烯腈单元的侧链腈基-C≡N。目前已开 发的加氢催化剂有钯(Pd)、铑(Rh)、钌等第Ⅷ族贵 金属元素的均相配位催化剂和非均相载体催化剂。 首先问世的非均相载体催化剂是以碳为载体的 Pd/C催化剂,这种催化剂的选择性高,氢化率最高 达95.6%。但在加氢反应中,与炭黑亲合的二烯类 橡胶易吸附在炭黑表面,搅拌时炭黑易凝聚成块存 在于HNBR中,对其硫化特性会产生不良影响。日 本瑞翁公司选用Si O 2为载体的Pd/Si O 2 催化剂,已 实现了工业化。这两种载体催化剂氢化NBR时, NBR催化剂残留物或聚合反应中使用的助剂可能粘附于载体表面或滞留在微孔内,使催化剂活性急剧下降,影响再次使用。 均相配位催化剂目前常见的有3种:钯催化剂、铑催化剂和催化剂。钯型催化剂如[Pd (OAc) 2 ]3,对水和空气稳定,贮运方便,可反复回收利用,价格便宜,但活性和选择性差;钌型催化剂氢化NBR具有非常高的活性,价格较便宜,但选择性差,加氢反应的同时易发生副反应,产生大量凝胶; 铑型催化剂如PhCl(PPh 3 ) 3 具有最高的活性和选择性,氢化率最低为95%。但铑资源紧张、价格昂贵,大规模生产应回收利用。有报道用三氨基硅烷可吸收HNBR中8l%的残余铑。另外,目前关于钌、铑双金属络合物催化剂的专利报道也有许多,我国台湾南帝公司也取得了相关的专利[1]。 1.2 HNBR的乳液加氢法 NBR乳液加氢法是指在NBR的胶乳中直接加入催化剂及其他必要的添加剂制备HNBR方法。目前已报道的有2类,即水溶性W ilkins on催化剂乳液加氢法和水合肼氢化NBR胶乳法。 水溶性W ilkins on催化剂即三(二苯基磷间苯磺酸钠)氯化铑。Singha等利用W ilkins on催化剂对NBR胶乳进行氢化,氢化温度75℃,常压下反应12h,可得氢化度大于60%的HNBR,但有凝胶产生。催化剂浓度提高,氢化度明显增大,但凝胶质量分数也迅速上升。水溶性W ilkins on催化剂催化NBR胶乳加氢虽不需高压设备,且有利于提高生产效率,但是胶乳氢化度不高,还有凝胶生成,产品仅适用于某些直接利用胶乳的场合,而且该催化剂仍要使用贵金属,若要工业化尚需进一步研究。 水合肼氢化法不需在体系中加入氢气,可就地产生强还原剂偶胺,在Cu2+催化下加氢。1984年由W ide Man首次发表了用二酰亚胺作还原剂制备乳液HNBR的工艺,发现NBR胶乳可在水合肼、氧气或
硅橡胶的应用及发展前景 摘要：由于硅橡胶本身具有耐高低温、耐老化、透明度高、生理惰性、与人体组织和血液不粘连、生物适应性好、无毒、无味、不致癌等一系列优良的特性，所以硅橡胶在各个领域有着广泛的应用。本文简要介绍了硅橡胶的种类、不同制备方法的反应机理、最新的研究进展及其应用。 关键字：硅橡胶；应用；加成；缩合；氧化；分类 硅橡胶为一特种合成橡胶，它是由二甲基硅氧烷单体及其它有机硅单体，在酸或碱性催化剂作用下聚合成的一类线型高聚物(生胶)，经过混炼、硫化，可以相互交联成为橡胶弹性 体，其基本结构链，表示通式： 硅橡胶的性能特点如下： （1）物理机械性能：硅橡胶在室温下物理机械性能比其他橡胶低，但在150℃高温以上其物理机械性能高于其他橡胶，一般硅橡胶除弹性较好以外，拉伸强度、伸长率、撕裂强度都很差。 （2）耐高低温性能：硅橡胶可在-100℃-250℃长期使用，若适当配合的乙烯基硅橡胶可在250℃下工作数千小时，300℃下工作数百小时。热空气老化后仍能保持橡胶特性，低苯基硅橡胶的玻璃化转变温度为-140℃，其硫化胶在-70℃-100℃下仍具有弹性，硅橡胶可耐数千度的瞬时高温。 （3）优异的耐臭氧老化、热氧老化、光老化和气候老化性能：硅橡胶硫化胶在自由状态下室外暴晒数千年后性能无显著变化。 （4）优良的电绝缘性能：硅橡胶硫化胶在受潮、遇水和温度升高时的电绝缘性能变化很小。 （5）特殊的表面性能：硅橡胶是疏水的，对许多材料不粘可起隔离作用。 （6）优异的生理惰性：硅橡胶无水、无毒，对人体无不良影响，具有良好的生物医学性能。 （7）良好的透气性：硅橡胶的透气率较普通橡胶大数十至数百倍，而且对不同气体的
吸水膨胀橡胶的研究进展 吸水膨胀橡胶（WSR）是一种新型特种橡胶，由亲水组分（或亲水基团）与橡胶基体通过物理共混（或化学接枝）进行制备，吸水后其体积和质量可成倍数膨胀。因具有弹性止水和膨胀止水双重止水功能，被誉为“超级密封材料”。 WSR自20世纪70年代由日本开发以来，经20多年的发展，已研究出许多不同类型具有优良性能的产品。1988年日本的WSR制品销售量为1万t，1991年达到2.8万t，西德ITC公司也生产出高质量的硫化型及非硫化型吸水膨胀橡胶，应用在大型工程建设中取得了理想的效果[1]。而国内却只有上海等地区有少量的厂家能生产聚氨酯型WSR。 随着WSR的快速发展，WSR的应用也越来越广泛。至今，WSR已在石油井下工具、工程变形缝、管道接口等诸多方面被广泛应用，并逐步取代了传统灌浆等方法在堵漏工程上的应用[2]。日本东京湾海底隧道及上海江底隧道都有成功运用了吸水膨胀材料[3]，在中东等地区还将吸水膨胀橡胶制成膨胀封隔器应用于油田[4~6]。据国内有关报道，2008年11月，勘探开发研究院装备所自主研发的自膨胀式封隔器在冀东油田高浅南区G160-P13井顺利下井进行现场试验应用[7]。WSR在不同的温度、pH值、盐的浓度下发生不同的反应，造成收缩或膨胀，使化学能直接转换成机械能，堪称机械化学调节器，因此在水敏传感器上、医用和生理等方面有广泛的应用前景[8]。国内的吸水膨胀橡胶起步晚、发展慢，与国外同类产品相比，在质量和性能方面都存在一定差距，仍需进一步完善、改进。 1 WSR的吸水膨胀原理及分类 1.1 吸水膨胀原理 WSR的吸水作用主要来源于添加的亲水组分或接枝的亲水基团。当WSR 与水接触时，水分子通过胶体表面吸附和毛细吸附等作用扩散进入胶体中；进入橡胶内的水分子与亲水组分或亲水基团形成极强的作用力，水被保留在橡胶中使得胶体发生膨胀变形同时橡胶的弹性收缩力也在增加，进而形成的渗透压差使得外部的水分子进一步向橡胶内渗透。当渗透压差与胶体自身的抗变形力相等时，吸水达到平衡，此时橡胶的膨胀程度被视为静水最大膨胀率，通常认为这个过程是受水分子的扩散和橡胶分子链断的松弛作用。如果遇水膨胀橡胶在封闭条件下
压敏胶黏剂的研究进展 与运用 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
《胶黏剂与涂料》 课程论文 （二零一五至二零一六学年度第一学期）论文题目：压敏胶黏剂的研究进展与应用 姓名： 学号： 学院： 年级专业：专业 任课教师： 完成日期：2015年11月9日 制
压敏胶黏剂的研究进展与运用 摘要叙述了压敏胶粘剂在国内外的应用情况。着重介绍了橡胶型、聚丙烯酸酯型压敏胶黏剂和有机硅型压敏胶的研究现状。介绍了国内压敏胶的生产设备技术，指出了国内外的差距并阐述了其发展趋势。 关键词压敏胶，橡胶型压敏胶，丙烯酸酯压敏胶，热塑性弹性体型压敏胶，应用 1.前言 压敏胶粘剂是一类无需借助于溶剂或热，只需施加轻度压力，即可与被粘物粘合牢固的胶粘剂。主要用于制造压敏胶带、胶粘片和压敏标签等。由于使用方便，揭开后一般又不影响被粘物表面，因此用途非常广泛。它是以长链聚合物为基料，加入增粘树脂和软化剂制得。为了改善流动性能、提高内聚力、稳定性和抗氧化性，常需加入各种填充剂和防老化剂等 压敏胶粘剂按原料可分为聚丙烯酸酯压敏胶粘剂、有机硅压敏胶粘剂和橡胶型压敏胶黏剂。聚丙烯酸酯压敏胶粘剂应用最为广泛。而聚丙烯酸酯压敏剂又可分为乳液型、溶剂型和热熔型等六种。随着人们对环保的日益重视,环保型热熔压敏胶逐渐成为市场上最重要的压敏胶品种。压敏胶粘剂与制品由于使用简便,功能提高,得到越来越广泛的应用。1998年,美国、西欧、日本、中国及台湾地区等国家或地区的压敏胶粘剂的销售量估计1000千吨,大约占胶粘剂销售总量的14%,并以每年3%左右的速率持续增长。
氢化丁腈橡胶的研究进展 邓磊高材0904 200921100 摘要：简要介绍了氢化丁腈橡胶(HNBR)的发展概况、化学结构，优异性能和生产工艺,针对不同配方所具有的材料性能特点,重点阐述了基于不同性能要求的氢化丁腈橡胶的配方选择。与其它弹性体相比,氢化丁腈橡胶在耐油、耐老化等性能上均表现出不同程度的优越性,具有优良综合性能。白20世纪90年代以来,氢化丁腈橡胶在汽车、油田、军工等机械工业领域和市场逐步得到广泛应用，对其用途作了简要介绍和展望。 关键词：氢化丁腈橡胶性能运用进展市场 氢化丁腈橡胶(HNBR)是一种高饱和的腈类弹性体，是将丁腈橡胶(NBR)链段上的丁二烯单元进行有选择的加氢制得的。它不仅具有NBR 的耐油、耐磨、耐低温等性能，而且还具有更优异的耐高温、耐氧化、耐臭氧、耐化学品性能，高腈HNBR的低温柔韧性更好。HNBR的工艺性能与NBR相似，易混炼，存放稳定性好，操作安全。主要用于汽车油封、燃油系统部件、汽车传动带、钻井保持箱和泥浆用活塞、印刷和纺织用胶辊，坦克带衬垫，航天航空用密封件，空调密封制品，减震材料等领域。 1.HNBR的结构和性能关系 NBR氢化改性是在催化剂催化下，将其丁二烯单元进行选择性加氢。乳液聚合得到的NBR含有大量1，4链节和少量1，2镟节，在选择加氢时，1，2一链节往往优先1，4璇节加氢。如碘值约为300的NBR选择性加氢至碘值70左右时，1，2谎节的双键全部氢化，此时仅存1，4璇节双键，腈基未被还原。HNBR分子链中主要包括：丙烯腈单元，提供优异的耐油性能和高拉伸强度；氢化了的丁二烯单元，类似于EPR(乙丙橡胶)链段，提供良好的耐热、耐老化和低温性能；少量含有双键的丁二烯单元，提供交联所需的不饱和键。 分子结构中，一CH，一CH—CH—CHz一结构的含量取决于加氢产物的氢化程度，氢化度越高，其含量越低。 2.HNBR的生产技术进展 HNBR的制备方法主要有三种：乙烯一丙烯腈共聚法、HNBR溶液加氢法和NBR乳液加氢法。目前，工业上HNBR的生产一般采用NBR的溶液加氢法，但这种方法的溶剂消耗量大，要使用贵重金属盐类催化剂，因此，有待于革新。 由于乙烯和丙烯腈共聚的反应条件苛刻，制品性能差，这种直接共聚法与另一种NBR乳液加氢法都处于试验阶段。 3.国内目前研发进展及行业现状 国内有许多厂家涉足HNBR领域。1992年，北京化工大学同台湾南帝化学工业股份公司合作率先开展NBR的加氢催化剂和加氢工艺的研究；随后，
影响人造板吸水厚度膨胀率的因素 人造板吸水膨胀的根本原因有两个方面： 一是木材本身受湿时的膨胀； 二是板材在受潮时因应力释放而产生的回弹。压制人造板的主要材料是木材，木材的主要化学成分为纤维素、半纤维素及木素，它具有与生俱来的吸湿性，决定了用其压制的板材具有吸水膨胀的特性。人造板在热压过程中，刨花或纤维被压薄变形。 此时变形可分为3种：弹性变形、粘弹性变形和塑性变形。弹性变形和粘弹性变形在一定条件下是可恢复的变形，塑性变形则是不可恢复的变形。热压结束时，板坯压力降低，有一部分可恢复的变形会慢慢回弹，而由于刨花或纤维失水严重，另一部分变形暂时无法恢复，当板材重新受潮时才会回弹。同时，胶粘剂将刨花或纤维粘住，产生相互抑制的应力，当板材受潮时，部分胶粘剂水解失去胶接力，应力释放而引起回弹，恢复部分变形。 在实际生产中，如何控制人造板的吸水厚度膨胀率一直是比较困难的课题。总体上来说，影响板材的吸水厚度膨胀率的主要因素有原材料的选择、胶粘剂的质量、施胶量、热压工艺以及产品的密度和含水率等。 1 原材料 制备板材所用的原材料树种及其生长气候条件、早晚材的比例、粒径大小及比例等因素都影响到板材的整体性能，当然也包括耐水性能。由于材料自身的结构特性、物理性能和化学成分存在差异，它们在很大程度上决定了板材的性能。纤维板生产中，在木片热磨过程中调节纤维素、半纤维素及木素的比例，也可以在一定程度上降低成板制品的吸水厚度膨胀率。 2 胶粘剂 压制纤维板和刨花板一般采用成本较低的脲醛树脂胶。这种胶黏剂采用碱-弱酸-弱碱的制胶工艺，一次甲醛多次尿素，这种纯脲醛树脂游离甲醛含量较低，但胶接性能较弱，耐水性较差，因此在制胶或调胶过程中添加一定量的三聚氰胺、苯酚、间苯二酚、单宁等进行改性，可以提高树脂的耐水性和胶接强度，降低板材的吸水厚度膨胀率。 3 防水剂 制板过程中常用固体石蜡或乳化石蜡做防水剂。因为石蜡的憎水性，使得它能在一定程度上阻碍水分进入板内，降低吸水厚度膨胀率。石蜡的添加量很有限，一般在1%左右，过量施加会削弱脲醛树脂与纤维的胶接强度，反而降低板材耐水性。 4 施胶量 适当地增加施胶量，可以增加单位面积中胶粘剂与原材料的胶接点，形成更多有效的胶钉结构，能承受更大的内应力。 5 热压工艺 适当延长热压时间，可以大幅度地降低吸水厚度膨胀率。防潮型中密度纤维板的研制结果表明：热压时间在90～240s时，板材的吸水厚度膨胀率随时间减少明显下降。热压温度是成板时保证胶粘剂固化和水分排除的必要条件。热压温度一般高于木材中部分成分的玻璃
航空硅橡胶材料研究及应用进展 毋庸置疑，硅橡胶材料具有自身特有的属性，在航空领域上被广泛运用。与此同时航空硅橡胶材料的研究和应用关乎着日后航空硅橡胶的发展方向，文章将浅谈航空硅橡胶材料在阻尼减振、导电以及高低温性能等方面应用现状，并在此基础上进一步探究航空硅橡胶材料当下的研究与发展新展望，望对日后航空硅橡胶材料的探究工作有所增益。 标签：航空领域；硅橡胶材料；既有研究；突出要义；探究路径 不置可否，航空装备的发展需要先进材料技术的保驾护航，航空材料的关键性不容小觑。尤其是硅橡胶材料作为相对重要的航空橡胶材料，其属于典型性的半无机半有机机构，一方面具有有机高分子柔顺的特性，另一方面还具备无机高分子耐热属性，在国防尖端领域得到广泛研究和应用，因此，对航空硅橡胶材料的探究势在必行。 1 航空硅橡胶材料在阻尼减振、导电以及高低温密封等方面应用现状 1.1 阻尼性能情况浅析 在诸多飞行器速度提升以及大功率发动机的应用，所显露出的航空振动与噪声问题逐渐严重。毫无疑问，航空设备是否达到先进性要求的标准之一就是减振和降噪技术水平。而当前硅橡胶因为能够在高低温环境中保持相对稳定的力学性能以及變化率小的模量，自然而然成为航空硅橡胶发挥阻尼性能的首选。鉴于硅橡胶损耗因子仅为0.06-0.1，能发挥的阻尼性能不尽如人意，减振效果并不突出，但是由于硅橡胶的组成体系中有着众多活性基因，相关研究进程中发现可以通过改性来提升硅橡胶的阻尼性能。利用生胶结构改性、互穿网络结构改性以及聚合物共混改性、添加阻尼试剂等方法来有效提升航空硅橡胶材料的阻尼性能的发挥效果。 1.2 明晰导电性能现状 近些年来航空飞行器的更新换代以及相关电子技术的飞速发展背景下，电磁干扰现象日益严峻，倘若不对电磁信号加以屏蔽，必将对航空飞行器正常运转产生影响，严重的还会泄露通讯秘密。由是，航空飞行器有关电子装置需要利用导电橡胶进行有效隔离，继而催生航空领域中高导电橡胶的运用。当下，硅橡胶中添加了导电填料，进而可以支撑高导电的硅胶材料，强化硅橡胶的导电性能主要是三大类导电填料发挥着作用，毋庸置疑导电硅橡胶的导电性能以及采用的导电填料的结构特点至为重要。 1.3 高低温性能的发展现状 由于随着当代航空科学技术日新月异的进步，航空硅橡胶材料的高温属性难
溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的研究进展 何 俊 (新丰杰力电工材料有限公司,广东 韶关 511100) 摘 要:介绍了压敏胶的特点和分类,主要讨论了溶剂型丙烯酸酯类压敏胶中溶剂、单体及合成工艺对其性能的影响,最后介 绍了溶剂型丙烯酸酯压敏胶的涂布工艺及其发展 关键词:溶剂型;压敏胶;丙烯酸酯 Research Progress on Sol vent Acrylate Pressure Sensitive Adhesive(PS A ) HE Jun (X i n feng Gh illie E lectricalM eteria ls Co .,L t d .,Guangdong Shaoguan 511100,China) Abst ract :The characteristics and k i n ds o f PSA w ere i n troduced ,and t h e effects o f so l v en,t m ono m ers and synthesis w ere d iscussed on the perfor m ances of PSA.Coati n g and deve l o p m ent of solvent acr yy late PSA w ere discussed . K ey w ords :solven;t PSA;acry late 作者简介:何俊(1978-),男,工程师,主要从事压敏胶粘剂的开发和应用工作。E -m a i :l hej un _2000@126.co m 1 压敏胶的特点 压敏胶是一类无需以热量和溶剂赋以活性,仅以手指轻压就可以粘在其它表面上的黏合剂[1]。压敏胶的物理特性主要由初粘力、持粘力和内聚力进行衡量。同时应满足初粘力<持粘力<内聚力[1-4]。 2 压敏胶类型 压敏胶按其主体可以分为树脂型和橡胶型两大类,具体又可以分为橡胶型压敏胶、热塑性弹性体压敏胶、有机硅类压敏胶、聚氨酯压敏胶和丙烯酸酯压敏胶五大类。随着压敏胶的使用数量和使用范围的扩大,压敏胶的品种也不断地增加。目前工业化的品种从化合物类型分类主要有橡胶型、丙烯酸酯型和有机硅型等;而从剂型上分类主要有溶剂型、乳液型(水分散型)和热熔型等。而从固化方式上可分为热固化和辐射固化(UV )。 丙烯酸酯类压敏胶是目前应用最为广泛的压敏胶,它是丙烯酸酯单体和其它乙烯类单体的共聚物。其特点是分子结构中不含不饱和键而具有耐老化、耐光、粘接强度好,无色透明的优点,并且具有材料来源广泛,易合成,耐久性好,低温性能好,毒性小,粘接面广等综合性能[5-6]。 3 丙烯酸酯压敏胶的分类 丙烯酸酯压敏胶可分为溶剂型压敏胶和无溶剂性压敏胶。无溶剂型压敏胶在生产中不使用溶剂,是一种液状低分子聚合物,在其中加入适当的交联剂、链增长剂等助剂配合组成压敏胶,当涂布于基材上后,通过热、紫外线(UV )或电子束(EB)照射等方法,使低聚体交联即可制成压敏胶粘制品。因此生产中无毒害,无废液,有利于环保和安全生产[7]。溶剂型压敏胶根据其溶剂类型又可分为以水为溶剂的乳液型压敏和以有机溶剂 如乙酸乙酯或甲苯等有机溶剂压敏胶。乳液型丙烯酸酯压敏胶几乎都是为了替代溶剂型压敏胶,以减少环境污染和降低成本而逐渐发展起来的。具有成本低、使用安全、无污染、聚合时间 短,但因其含有乳化剂,其耐水性低[8] 。而溶剂型压敏胶,它有优良的压敏性和粘接性,又由于耐老化性、耐光性、耐水性、耐油性优良,所以几乎没有经时变化引起压敏性下降的问题,而且可剥离性能优良。 溶液聚合的优点是以溶剂为传热介质,热的传递得到改善,聚合温度容易控制。反应体系中聚合物浓度较低,不易进行链自由基向大分子转移而形成支化或交联产物。溶液聚合因溶剂的链转移作用容易调节聚合物的分子量及分子量分布。溶液聚合反应后的产物易于输送,低分子物容易除去。但其缺点是由于单体浓度被溶剂稀释,聚合速率缓慢,收率较低,分子量不高,聚合物生产过程中,增加溶剂的回收及纯化等工序,易造成环境污染。而目前,就压敏胶的综合性能指标和对一些特殊性能的要求以及溶剂回收的环保装置的完善,溶剂型丙烯酸酯压敏胶仍占主导的地位[9]。 3.1 溶剂型压敏胶 3.1.1 溶剂型压敏胶的构成 溶剂型压敏胶主要有软单体、硬单体和功能性单体以及溶剂构成。溶液聚合的一个最大特点就是聚合物的平均分子量受所用溶剂的影响,不同溶剂有不同的链转移常数,丙烯酸酯类单体在甲苯中的链转移常数比在醋酸乙酯中大1倍。根据溶剂型压敏胶聚合的主要特征[10],在溶液聚合中,溶剂对聚合反应速度、链终止速度、分子质量及其分布、聚合物粘度等都有很大的影响,其主要原因是丙烯酸酯单体在不同溶剂中,其链转移常数不同。张爱清[9]列出了溶剂对丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯聚合时单体转化率及粘度的影响。刘克祥[11]研究了在甲苯、乙酸乙酯中合成的丙烯酸酯共聚物的分子量及其分布以及性能。徐康林[12]等人对比了乙酸乙酯和甲苯为溶剂时对压敏胶性能的影 47 2011年39卷第2期广州化工
硅橡胶的研究进展 王香爱，张洪利 （渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南 714000） 摘 要：介绍了硅橡胶的特点。综述了硅橡胶的分类（包括高温硫化型硅橡胶、室温固化型硅橡胶 等）、改性方法（包括共混改性、填料改性等）及其在医疗领域（包括医疗器械、药物缓释体系和体外用品等）和汽车领域中的应用。最后对硅橡胶的发展前景进行了展望。 关键词：硅橡胶；分类；改性中图分类号：TQ433.438：TQ333.93 文献标志码：A 文章编号：1004－2849（2012）09－0044-05 收稿日期：2012-06-25；修回日期：2012-07-23。 基金项目：陕西省军民融合项目（11JMR04）；渭南师范学院自然科学项目（12YKF015）。 作者简介：王香爱（1967—），女，陕西渭南人，教授，主要从事精细化学品的开发和应用等方面的研究。E-mail ：wnwxa@https://www.doczj.com/doc/2b12261792.html, 0前言硅橡胶（Silicone rubber ）是一种直链状、高M r （相对分子质量）的聚硅氧烷，其M r 一般超过1.5×105，其分子主链由硅原子和氧原子交替组成（-Si-O-Si-）， Si-O 键的键能（422kJ/mol ）高于C-C 键（240kJ/mol ）[1]。 硅橡胶无毒无味，并具有良好的耐高低温性（300℃和-90℃时仍不失原有的强度和弹性）、电绝缘性、耐光老化性、耐氧老化性、防霉性和化学稳定性，因而在航空航天、化工、农业、医疗卫生和电子电器工业等领域中得到广泛应用。 硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化（HTV ）型硅橡胶和室温硫化（RTV ）型硅橡胶。硫化剂可使线状硅胶分子交联成立体网状结构（可塑性降低、弹性增强）；除某些热塑性硅胶不需硫化外，天然橡胶和各种合成橡胶通常都需使用硫化剂硫化（经硫化后的硅胶才具有使用价值，其力学性能大大提高）。为适应特殊用途需求，需使用特种性能的硅橡胶，如导电硅橡胶、导热硅橡胶、耐热硅橡胶、耐油硅橡胶、屏蔽性硅橡胶、阻燃硅橡胶、阻尼硅橡胶、绝缘硅橡胶和海绵硅橡胶等。 随着高新技术的快速发展，人们对硅橡胶的使用性能提出了更高的要求，如良好的力学性能、耐热性能、抗辐照性能、粘接性能和耐气候老化性能等[2]，因此硅橡胶的改性（物理改性、化学改性等）势在必行。 1 硅橡胶的分类 1.1 HTV 型硅橡胶 HTV 型硅橡胶（又称高温硫化型硅橡胶）是产量 较大、应用广泛的一类硅橡胶，其M r 为（4.0~6.0）×105。 HTV 型硅橡胶可分为甲基硅橡胶、二甲基乙烯基硅 橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、腈硅橡胶和氟硅橡胶等。在HTV 型硅橡胶生胶中加入补强填料、硫化剂及其他助剂，经混炼后即得可用于模压制品、挤出制品的混炼胶。HTV 型硅橡胶均采用有机过氧化物硫化，常用的有机过氧化物为过氧化二苯甲酰（BPO ）。 HTV 型硅橡胶具有优良的耐高低温性能、生理惰 性、电气绝缘性能、耐臭氧性、耐气候老化性、憎水性和防潮性等[3-4]。 1.1.1二甲基硅橡胶 二甲基硅橡胶简称甲基硅橡胶，是硅橡胶中最 老的品种，在-60~250℃范围内能保持良好的弹性。其生胶呈无色透明状弹性体，通常用活性较高的有机过氧化物进行硫化。二甲基硅橡胶的硫化活性较低，高温压缩永久变形大，不适用于制备厚制品（这是因为厚制品硫化较困难，内层易起泡）。引入乙烯基后得到的甲基乙烯基硅橡胶易于交联，制得的产品力学性能良好[2]，故二甲基硅橡胶已逐渐被甲基乙烯基硅橡胶所取代[5]。 1.1.2甲基乙烯基硅橡胶 甲基乙烯基硅橡胶（简称乙烯基硅橡胶），是由 中国胶粘剂 CHINA ADHESIVES 2012年9月第21卷第9期Vol．21No ．9，Sep.2012 专题与综述 44--（1318）
加工?应用合成橡胶工业,2008-03-15,31(2:118~121 CH I N A SY NTHETI C RUBBER I N DUSTRY 氢化丁腈橡胶的结构与性能 朱景芬1,2,黄光速1,李锦山2,胡海华2 (11四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610065;21中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060 摘要:考察了丁腈橡胶(NBR氢化过程中聚丁二烯的顺式-1,4-结构、反式-1,4-结构及乙烯基 微观结构的变化,讨论了不同氢化度的氢化丁腈橡胶(HNBR的热氧化稳定性、硫化特性和力学性能的 差异。结果表明,在NBR加氢过程中,聚丁二烯的乙烯基加氢速率最快,其次是反式-1,4-结构,加氢 速率最慢者是顺式-1,4-结构,腈基未被氢化;氢化度为90%的HNBR的热氧化稳定性远优于NBR, 而氢化度为95%的HNBR的热氧化稳定性更优;随着氢化度的增加,HNBR的硫化特性未见明显改变; HNBR硫化胶的拉伸强度高于NBR,而其扯断伸长率则小于NBR,并且随着HNBR氢化度的提高, HNBR与NBR的拉伸强度、扯断伸长率差值增大。 关键词:氢化丁腈橡胶;丁腈橡胶;微观结构;热氧化稳定性;硫化特性;力学性能
中图分类号:T Q33317文献标识码:B文章编号:1000-1255(200802-0118-04 丁腈橡胶(NBR通过氢化作用使其分子链中聚丁二烯链节上的双键达到饱和,从而得到了高性能的氢化丁腈橡胶(HNBR。HNBR中的饱和结构赋予其优异的弹性、耐热性、耐氧化性、化学稳定性及低温曲挠性等。国内外许多学者对HNBR的制备及应用进行了广泛的研究[1-9],但对其结构与性能的研究却涉及较少,且研究的侧重点与本研究有所不同[10]。本工作主要考察了氢化过程中聚丁二烯的顺式-1,4-结构、反式-1,4-结构及乙烯基3种微观结构的变化规律,讨论了不同氢化度HNBR的热氧化稳定性、硫化特性和力学性能的差异。 1实验部分 111原材料 氢化度分别为60%,80%,90%,95%,99%的HNBR,采用质量分数为10%的NBR 氯苯溶液,以氯化铑的络合物为催化剂,在温度为70~ 120℃、压力为7~12MPa下进行氢化反应,用甲醇凝聚胶液,真空烘干后即得不同氢化度的HNBR,中国石油兰州化工研究中心中试产品; NBR,牌号为N21,结合丙烯腈质量分数为40%,门尼黏度为82,中国石油兰州石化公司产品;其他均为橡胶工业常用助剂。112HNBR(NBR硫化胶的制备 基本配方(质量份:HNBR(NBR100,氧化锌5,硬脂酸1,聚酯5,炭黑N66045,过氧化二异丙苯(DCP315,三烯丙基异氰酸酯115。 首先在(45±5℃下加入HNBR(NBR塑炼,2m in时加入氧化锌和DCP,6m in时加入硬脂酸,7m in时加入1/2的炭黑,10m in时加入剩余炭黑,13m in时加入三烯丙基异氰酸酯,16m in 时加入剩余助剂混炼4m in,薄通6次,下片。将下片后的混炼胶放置2~24h,在160℃、10MPa、25m in的条件下硫化,得到HNBR(NBR硫化胶。113分析与测试