集成橡膠SIBR熱氧、臭氧老化過程的研究.pdf

1、本文系統(tǒng)地研究了集成橡膠SIBR熱氧老化和臭氧老化的全過程;以及防老劑對(duì)SIBR熱氧和臭氧老化過程中的防護(hù)作用。研究中運(yùn)用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)及其原位測(cè)試方法追蹤和考察了老化過程中分子結(jié)構(gòu)的演化;并利用DSC、TGA熱分析手段和力學(xué)機(jī)械性能變化分析研究了SIBR老化過程中性能的變化規(guī)律;同時(shí)以結(jié)構(gòu)相似的異戊橡膠IR和丁苯橡膠SSBR進(jìn)行了全程平行對(duì)比。
　　研究工作首先對(duì)SIBR在熱氧老化過程中結(jié)構(gòu)和性能的變化進(jìn)行考察和

2、分析，其研究結(jié)果表明:三種硫化膠在熱氧老化過程中均有羰基結(jié)構(gòu)生成，SIBR與SSBR羰基結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)趨勢(shì)呈S型，但I(xiàn)R則一直呈直線增加的趨勢(shì)。SIBR中含有較多的異戊二烯結(jié)構(gòu)單元的3，4結(jié)構(gòu)，在高溫140℃熱氧老化過程中生成了大量的共軛羰基結(jié)構(gòu)。SIBR生膠的DSC氧化放熱峰形態(tài)更趨近于SSBR，其硫化后熱氧老化速度減慢;SIBR生膠和未填充硫化膠的動(dòng)力學(xué)參數(shù)均居于SSBR和IR之間。在不同老化溫度下，與SSBR和IR相比，SIBR的老化

3、壽命較長(zhǎng)，老化溫度系數(shù)較高，說明SIBR的熱穩(wěn)定性較好。
　　其次考察了SIBR臭氧老化過程中結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律，包括臭氧老化過程中分子結(jié)構(gòu)的變化，臭氧老化過程中硫化膠臭氧龜裂的變化以及臭氧老化前后力學(xué)性能的變化。研究結(jié)果表明:SIBR分子鏈中雙鍵結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)同SSBR相似，在老化后期趨于平緩;結(jié)合臭氧老化過程中生成羰基結(jié)構(gòu)的變化，IR的耐臭氧老化性能較差。硫化膠臭氧龜裂裂紋處的碳氧鍵結(jié)構(gòu)的吸收峰強(qiáng)度較高，且SIBR的碳氧鍵強(qiáng)

4、度相對(duì)較高。在臭氧老化過程中，SIBR臭氧龜裂形貌的變化規(guī)律及發(fā)生初裂的時(shí)間均居于SSBR和IR之間，但SIBR臭氧龜裂裂紋的增長(zhǎng)速度最慢，由此SIBR耐臭氧龜裂的性能較好。與此同時(shí)，SIBR經(jīng)臭氧老化后力學(xué)性能的保持率較高，綜上所述，SIBR的耐臭氧老化性能較好。
　　最后研究了防老劑對(duì)SIBR熱氧和臭氧老化過程的影響，包括加入防老劑后分子結(jié)構(gòu)在老化過程中的變化，防老劑對(duì)力學(xué)性能的影響以及SIBR中防老劑在老化過程中的消耗問題。

5、防老劑對(duì)SIBR老化過程的影響表明:加入防老劑4020后，SIBR、SSBR和IR在熱氧老化過程中生成羰基結(jié)構(gòu)的吸收峰不明顯。防老劑RD對(duì)橡膠熱氧老化防護(hù)效果比防老劑4020要好。防老劑D37的加入對(duì)SIBR分子鏈中異戊二烯雙鍵結(jié)構(gòu)的防護(hù)效果優(yōu)于丁二烯結(jié)構(gòu)單元的雙鍵結(jié)構(gòu);且防老劑D37對(duì)SIBR的臭氧老化防護(hù)效果介于SSBR和IR之間。防老劑D37的加入有效阻止了未填充硫化膠臭氧龜裂的產(chǎn)生，且抑制了臭氧龜裂裂紋的增長(zhǎng)。但加入炭黑后，SI