2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文研究了廢膠粉(WRP)與天然橡膠(NR)、丁腈橡膠(NBR)、丁苯橡膠(SBR)等基材的共混改性。重點探討了膠粉與丁苯橡膠共混硫化膠的物理機(jī)械性能。在不同的膠粉含量、不同的膠粉目數(shù)下制備出具有實用性能的共混硫化膠。與此同時,通過研究低溫-力化學(xué)改性膠粉與各種基材的共混過程,對共混材料的亞微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明,采用簡單有效的低溫-力化學(xué)改性廢膠粉的方法,制備價廉實用的橡橡共混材料,能夠?qū)U膠粉進(jìn)行綜合利用,

2、達(dá)到循環(huán)利用資源、減少環(huán)境污染、為保護(hù)人類生存環(huán)境作出重要貢獻(xiàn)的作用。本文主要在如下幾個方面開展了研究工作:
   一、不同目數(shù)的膠粉與生膠并用的研究
   研究了不同目數(shù)的膠粉與不同生膠共混的力學(xué)性能,并且進(jìn)行了比較。同時通過調(diào)節(jié)膠粉用量對WRP/NR、WRP/NBR、WRP/SBR共混硫化膠的的力學(xué)性能進(jìn)行比較;以60目膠粉為重點,對WRP/SBR基本配比進(jìn)行優(yōu)化,確定最佳配方。并且在該配方下,對不同目數(shù)的WRP與S

3、BR共混硫化膠進(jìn)行了性能比較。
   結(jié)果表明,隨著WRP含量的增加,WRP/NR硫化膠的硫化時間先變短,后趨向平穩(wěn),發(fā)現(xiàn)膠粉目數(shù)對硫化時間的影響不大。同時隨著WRP含量的增加,WRP/NR硫化膠的力學(xué)性能初期逐漸增大,當(dāng)膠粉含量超過200質(zhì)量份(phr)時,變化趨勢變小。且100目的WRP/NR硫化膠的力學(xué)性能比60目的好,80目與100目的相差不大;WRP含量對NBR力學(xué)性能有較大的影響。在WRP/NBR質(zhì)量比為60/40時

4、拉伸強(qiáng)度和300%定伸強(qiáng)度達(dá)到最大值,而在WRP/NBR質(zhì)量比為40/60時斷裂伸長率達(dá)到最大值。當(dāng)WRP質(zhì)量比例再繼續(xù)增加時力學(xué)性能有所下降。研究發(fā)現(xiàn)在NBR中加入適當(dāng)?shù)哪z粉有利于NBR的力學(xué)性能,當(dāng)WRP/NBR含量為60/40時,共混硫化膠的力學(xué)性能最佳;對于SBR來說,在質(zhì)量比為40/60時,WRP/SBR體系獲得了最佳的性能。優(yōu)化了質(zhì)量比為40/60時WRP/SBR硫化膠的配方,得到的配方為WRP/SBR為40/60,炭黑12

5、份,硬脂酸3份,ZnO1.2份,促進(jìn)劑TT0.6份,S1.2份,防老劑RD0.6份。
   二、廢膠粉的低溫-力化學(xué)改性及膠粉基本性質(zhì)分析
   將廢膠粉通過低溫箱和開煉機(jī)進(jìn)行低溫-力化學(xué)改性。運用紅外吸收光譜儀、電鏡分析、電子萬能拉力機(jī)、X射線能譜等手段表征了膠粉的改性效果。結(jié)果表明,低溫-力化學(xué)改性后廢膠粉表面羥基含量增加,含氧基團(tuán)增多,制成的膠粉片拉伸強(qiáng)度有所提高。實驗表明通過低溫-力化學(xué)改性膠粉,可以有效地打斷廢

6、膠粉中的S-C和S-S鍵,能夠與聚合物組分生成新的化學(xué)鍵,提高了廢膠粉的表面活性。
   三、低溫-力化學(xué)改性膠粉/丁苯橡膠共混硫化膠的制備與性能研究
   60目膠粉經(jīng)不同溫度的低溫處理,薄通數(shù)次后得到改性膠粉(DRP),將DRP與橡膠共混制備硫化膠。對DRP/SBR與WRP/SBR硫化膠的力學(xué)性能及磨耗體積、硬度等進(jìn)行測試、比較;運用動態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)對DRP/SBR與WRP/SBR的溫度穩(wěn)定性以及與力學(xué)性能

7、間的關(guān)系進(jìn)行探討;通過對DRP/SBR與WRP/SBR進(jìn)行電鏡分析和相關(guān)力學(xué)性能測試;比較了不同補(bǔ)強(qiáng)劑(炭黑和白炭黑)對DRP/SBR和WRP/SBR硫化膠力學(xué)性能的影響;研究了DRP與不同的橡膠共混所形成的硫化膠和相應(yīng)WRP/橡膠的性能的差異。
   結(jié)果表明,膠粉經(jīng)低溫(-20℃)-力化學(xué)處理后添加到SBR中,得到的DRP/SBR硫化膠的力學(xué)性能相對較好。DRP/SBR硫化膠的性能明顯優(yōu)于WRP/SBR硫化膠;動態(tài)力學(xué)分析進(jìn)

8、一步驗證了DRP(-20℃)的低溫-力化學(xué)效果較好;60目DRP(-20℃)/SBR硫化膠的性能接近甚至優(yōu)于80目、100目的WRP/SBR硫化膠,因此60目的DRP(-20℃)可替代80目、100目的普通膠粉使用;不管是JF666型白炭黑體系還是N330型炭黑體系,DRP(-20℃)/SBR硫化膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率以及定伸強(qiáng)度都比未處理的WRP/SBR硫化膠的性能要好,同時驗證了作為補(bǔ)強(qiáng)劑,炭黑填充比白碳黑填充效果好;DRP(-2

9、0℃)與SBR、NR形成的硫化膠的力學(xué)性能比WRP/SBR、WRP/NR好;炭黑含量的適量增加可以提高橡膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨性能和硬度,但當(dāng)炭黑用量超過60份之后,拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度下降。實際實驗過程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)炭黑含量超過40份時,橡膠的流動性明顯降低。磨耗體積都隨炭黑用量的增加逐漸下降,耐磨性能提高。
   本文的研究目標(biāo)是采用簡單有效的改性廢膠粉的方法,使其與不同的橡膠基材共混,制備廉價實用的共混彈性體材料,從而達(dá)到

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