螺桿泵定子用層狀硅酸鹽改性HNBR的研究.pdf

1、定子橡膠多用于高溫、高壓、高腐蝕的惡劣環(huán)境，受工作條件的影響其使用壽命一般較短，迫切需要開發(fā)新型的定子材料。聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性、阻隔性、阻燃性和生物降解性，成為定子橡膠材料的研究熱點(diǎn)。本文采用層狀硅酸鹽改性氫化丁腈橡膠(HNBR)并用以制備定子材料，以提高定子的阻隔性和耐H2S、CO2能力，從而延長其使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
　　本實(shí)驗(yàn)采用熔融插層法制備聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料，當(dāng)插層溫

2、度為100℃，轉(zhuǎn)速35rpm，插層時(shí)間10min時(shí)，得到了分散效果較好的納米復(fù)合材料。XRD測試顯示在制備的納米復(fù)合材料中，同時(shí)存在著剝離性和插層型兩種結(jié)構(gòu)。
　　研究實(shí)驗(yàn)配方，分析硫化劑、增塑劑、硫化溫度、硫化時(shí)間等對(duì)硫化膠綜合性能的影響。結(jié)果表明，HNBR-4367體系在硫化溫度為160℃，硫化劑S為1phr時(shí)所得樣品綜合性能較好；HNBR-4307體系在硫化溫度為160℃，硫化劑DCP為4phr時(shí)綜合性能較好。增塑劑的使用改

3、善了工藝，但降低了材料性能。
　　對(duì)于HNBR-4367體系，在有機(jī)化蒙脫土(OMMT)為10phr，累托石(Rectorite)為8phr時(shí)分散性最好，硫磺硫化對(duì)它們的分散有一定的影響，會(huì)產(chǎn)生解插層現(xiàn)象。通過力學(xué)性能、阿克隆磨耗及耐原油介質(zhì)老化性能測試發(fā)現(xiàn)，OMMT和Rectorite使材料的性能均得到顯著的改善，當(dāng)它們的用量均為10phr的時(shí)候綜合性能最好，同時(shí)，OMMT對(duì)橡膠的改性效果更好。然而實(shí)際應(yīng)用中由于HNBR-436

4、7配方中加入了易析出的助硫化劑TMTD，耐老化性較差，可通過控制TMTD的用量或更換促進(jìn)劑來提高其性能。
　　對(duì)于HNBR-4307體系，過氧化物硫化會(huì)促進(jìn)硅酸鹽在橡膠基體中的分散。阻隔性分析表明層狀硅酸鹽的加入會(huì)降低氣體透過量，并且OMMT的效果較Rectorite好。對(duì)此，我們又初步探索了定子配方的研制，以HNBR-4307/OMMT復(fù)合物為基體材料，研究助交聯(lián)劑及補(bǔ)強(qiáng)劑對(duì)性能的影響，進(jìn)一步的提高定子橡膠的綜合性能。同時(shí)，研究