论文部分内容阅读
无机矿物填料不仅具有增容、补强的作用,而且资源丰富、价格低廉,研究无机矿物填料在橡胶领域的应用已日益成为一个热点课题。针对绢云母具有补强性能优异、绝缘电阻高的特点,论文研究绢云母的改性并填充EPDM橡胶,目的是制备一种成本较低、性能较好、能应用于电线电缆领域的复合材料。论文以安徽滁州绢云母为研究对象,系统研究了绢云母的表面改性及绢云母/EPDM复合材料的制备,确定了绢云母的药剂制度和改性条件、复合材料的硫化配方和硫化条件,并运用分子结构理论、FTIR、SEM、XRD、TG-DSC等方法表征分析了绢云母的改性机理和绢云母对EPDM复合材料的补强机理。得到如下结论:(1)绢云母适宜的改性条件为:WD50的用量1.5%,WD40的用量0.5%,乙醇用量1.5%,改性温度100℃,改性时间20min;绢云母/EPDM复合材料适宜的硫化配方为:EPDM 100phr,氧化锌4.0phr,硬脂酸1.5phr,古马隆树脂9.0phr,防老剂BHT 1.0phr,促进剂TMTD 0.1phr,促进剂DM 0.3phr,促进剂TRA 0.1phr,改性绢云母40phr,硫磺1.5phr;适宜的硫化条件为165℃×12min。(2)绢云母/EPDM复合材料的抗拉强度为10.45MPa,定伸应力为4.04MPa,断裂伸长率为989.38%,定应力伸长率为31.31%,撕裂强度为31.28kN·cm-1,硬度为70HA,体积电阻率达到7.87×104M?·km,其性能达到交流额定电压3kV及以下铁路机车车辆用电缆(电线)、额定电压0.6/1kV及以下船用电力电线电缆(乙丙绝缘)和额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆的应用标准。(3)分子结构理论表明,偶联剂先水解并缩合然后以化学键合的方式吸附在绢云母表面。FTIR表明,偶联剂与绢云母表面产生了化学键合;交联键(C-SX-C)在硫化过程中形成;在改性绢云母/EPDM复合材料中,偶联剂起到了“桥梁”作用。SEM表明,改性绢云母分散性、相容性较好,制备的硫化胶内部作用力明显增大。XRD表明,改性时偶联剂只作用在绢云母表面,填充时橡胶大分子链部分进入绢云母结构层间。TG-DSC表明,绢云母在橡胶基体内形成热阻隔单元,延缓了热量的传递,提高了复合材料热稳定性,且改性绢云母的热阻隔效应更好。