核电气动橡胶隔膜材料热老化机械性能研究

核电气动阀门用三元乙丙橡胶(EPDM)和丁腈橡胶(NBR)隔膜材料分别在100℃和150℃下进行不同时间的热老化试验,采用万能试验机、邵氏硬度计、拉伸疲劳试验机、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪对材料拉伸性能、硬度、疲劳性能、微观形貌等进行测试与表征,结果表明:EPDM材料随着老化时间的增加断裂伸长率和断裂强度呈下降趋势,硬度呈缓慢上升趋势。NBR材料在100℃老化下断裂伸长率缓慢下降,断裂强度缓慢增加,硬度缓慢增加;在150℃老化下断裂伸长率和断裂强度急剧下降,硬度呈直线上升趋势。在相同老化时间下,老化温度越高,EPDM和NBR材料的断裂伸长率和断裂强度越小,硬度越大。EPDM和NBR材料的耐疲劳性能随着老化时间和老化温度的增加,均有一定程度的下降,其中NBR材料耐疲劳性能下降较大;红外光谱分析结果表明,随着老化时间的增加,EPDM材料羟基和羰基吸收峰的强度增大,NBR材料吸收峰强度逐渐减小。SEM微观形貌分析显示,EPDM和NBR样品在老化前表面比较平整,随着老化时间增加,样品表面出现较多的堆积物质,老化温度越高,样品表面越粗糙。     

不同支化程度丁腈橡胶性能的研究

通过对比结合丙烯腈含量和门尼粘度相近的3个牌号丁腈橡胶(NBR)的分子结构参数、加工性能和硫化胶性能,研究NBR支化程度对其性能的影响。结果表明:采用橡胶加工分析仪对生胶进行频率扫描、应变扫描、应力松弛3种方式分析得出了3种NBR的支化程度高低顺序;高支化程度NBR生胶和混炼胶的粘度对剪切速率敏感性强,混炼胶门尼粘度相对于生胶门尼粘度的增加值小,炭黑分散性高,硫化胶性能均一性好;低支化程度NBR生胶和混炼胶的粘度对温度敏感性强,硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率较高,压缩永久变形小。     

磁性碳纳米管负载铑催化剂在丁腈橡胶氢化方面的应用研究

采用水热合成法,在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面原位生成四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子,制备碳纳米管磁性载体(MWCNTs@Fe_3O_4),再将铑(Rh)纳米粒子负载在该磁性载体上,形成新型磁性碳纳米管催化剂(MWCNTs@Fe_3O_4@Rh)。采用透射电子显微镜(TEM),X-射线粉末衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)等手段表征催化剂的结构和形貌,从TEM可以看出碳纳米管缠绕在直径300nm～400nm的四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子上,并且表面负载有直径小于10nm的Rh纳米粒子。采用XRD和XPS等手段也证明Fe_3O_4以及Rh粒子的存在。同时对该催化剂在丁腈橡胶(NBR)选择性加氢方面进行探索。在120℃,4.0MPa,8h条件下,得到了氢化率达到98.17%的氢化丁腈橡胶(HNBR),该催化剂对CC双键具有良好的选择性。将制备的MWCNTs@Fe_3O_4@Rh催化剂与传统的MWCNTs负载Rh的催化剂(MWCNTs@Rh)进行循环使用,发现在重复3次之后,新型催化剂仍能达到91.53%以上的氢化度,而传统的催化剂不到40%。     

协同二酰亚胺催化剂制备氢化丁腈橡胶（英文）

采用维生素C、对苯二酚和茶多酚协同二酰亚胺对丁腈橡胶(NBR)分子链双键进行加氢,有效解决了NBR乳液二酰亚胺原位加氢过程中加氢程度低、凝胶含量高的问题。结果表明,采用维生素C、对苯二酚和茶多酚协同还原剂制备的氢化NBR(HNBR)的加氢程度明显提高,说明协同还原剂可参与双键加氢反应并起促进作用。与此同时,在NBR乳液加氢体系中引入协同还原剂有效降低了产物的凝胶含量。维生素C、对苯二酚和茶多酚均呈现一定的还原性和水溶性,可较好地溶解在NBR胶乳体系中,有效消除胶乳体系中的自由基,避免自由基之间的交联产生凝胶。HNBR经协同还原剂加氢后,热稳定性及低温柔韧性均有提高。     

用于导热填料的片状氧化铝的制备

在Na2 SO4和K2 SO4复合熔盐体系中,以Al2(SO4)3为铝源,饱和Na2 CO3溶液为沉淀剂,用溶胶-凝胶法制得氢氧化铝凝胶,然后用去离子水将凝胶稀释成不同比例,将稀释后的凝胶采用不同的干燥方式干燥得到前驱体氢氧化铝,再经煅烧、洗涤和干燥后得到片状氧化铝粉体.将片状氧化铝粉体与丁腈橡胶(NBR)混炼,在模具中硫化压片.通过电子显微镜和粒度分析仪观察和分析氧化铝的形貌和粒度,用化学分析法检测片状氧化铝的纯度,用导热仪测试橡胶片的导热率.研究熔盐比例、凝胶干燥方式和晶体生长空间对氧化铝粉体粒度分布及形貌的影响,考察不同粒度分布的片状氧化铝对丁腈橡胶导热率的影响.结果表明,当熔盐比Al2(SO4)3:Na2 SO4:K2 SO4为1:1:1,稀释比为3:1时,干燥箱干燥后于1200℃ 煅烧5 h,可获得形貌完整、表面光滑、分散性好、粒度分布窄的六方片状氧化铝粉体,Al2 O3含量为99.49％.片状氧化铝的填充可以提高丁腈橡胶的导热率,粒度分布越窄越有利于丁腈橡胶导热率的提高.     

改性石墨烯对天然橡胶/丁腈橡胶复合材料热性能的影响

采用超声辅助超临界CO2方法制备石墨烯,经3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性后,采用"预混合"的方法,得到硬脂酸/石墨烯母料。通过机械共混法制备天然橡胶(NR)/改性石墨烯(GNs)与丁腈橡胶(NBR)/GNs复合材料。通过分析复合材料的导热性能、热管理性能和压缩生热性能的变化情况,验证石墨烯的性能与硬脂酸/石墨烯"预混合"对石墨烯分散的影响。结果表明,添加3份GNs时,NRC-3、NBRC-3的导热性能分别提升了108%和194%,压缩温升降低了8. 9℃和9. 9℃。该方法制备的石墨烯导热性能优秀,硬脂酸/石墨烯的"预混合"有效改善了石墨烯在聚合物中的分散性。     

乳液原位加氢制备氢化丁腈橡胶的热氧老化性能及寿命（英文）

使用乳液原位加氢法选择性氢化丁腈胶乳制备了氢化丁腈橡胶(HNBR),对其热氧老化性能进行了研究。主要运用热重分析(TGA)并结合Flynn-WallOzawa法计算了热空气降解活化能,同时采用傅立叶变换衰减全反射红外光谱分析跟踪考察了HNBR在热氧老化过程中微观结构的变化。此外,通过对HNBR的物理机械性能的跟踪研究,计算了其老化温度系数及老化寿命与老化温度之间的关系,为HNBR在耐热领域中的应用提供理论依据。     

反相乳液体系中丁腈橡胶的可控加氢反应

采用水合肼/过氧化氢/硼酸氧化还原体系对丁腈橡胶(NBR)进行催化加氢,考察了反相乳液体系加氢反应温度、自由基调节剂种类及用量等因素对NBR加氢度和氢化丁腈橡胶(HNBR)凝胶含量的影响,利用傅里叶变换红外光谱仪对HNBR进行了表征。结果表明,在反相乳液体系中可进行NBR加氢反应。当反应温度为50～60℃时,在体系中加入最佳亲水性调节剂丙烯酸和疏水性调节剂2,6-二叔丁基对甲酚反应5 h后,可制得加氢度为86%、凝胶质量分数小于5%的HNBR。