论文部分内容阅读
吸水膨胀橡胶是一种具有优良弹性和吸水膨胀性能的新型功能性止水密封材料,由弹性基体、吸水组分、添加剂采用化学接枝或物理共混制备而成。在吸水膨胀橡胶使用过程中,由于吸水树脂与橡胶基体性质相差较大,两者相容性较差,吸水树脂易析出。针对此问题,本实验旨在合成反应型增容剂马来酸酐/丁腈橡胶接枝共聚物(NBR-g-MAH),增容丁腈吸水膨胀橡胶体系,改善吸水树脂析出问题。实验分别采用溶液法接枝、熔融法接枝合成增容剂NBR-g-MAH(s)、 NBR-g-MAH(m),通过红外、热失重表征了NBR-g-MAH(s)、NBR-g-MAH(m)的存在。同时使用滴定法定量测定接枝产物中酸酐的接枝率,并考察接枝条件对接枝率的影响。对于溶液接枝法,随着马来酸酐、过氧化二苯甲酰浓度的增加,反应温度的升高,接枝率先增加后减小。当马来酸酐用量为1.30g、过氧化二苯甲酰为0.06g、反应温度为65℃的条件下,制得的接枝共聚物中马来酸酐的最大接枝率为4.12%。对熔融接枝法,接枝率随马来酸酐、过氧化二异丙苯浓度的增加,呈现先增大后减小的趋势。当DCP浓度为1份时,MAH为7.5份,共聚物中马来酸酐接枝率最大为2.41%。结果表明,较之熔融接枝法,溶液接枝法制备的共聚物接枝率相对较高。适量加入NBR-g-MAH(s)、NBR-g-MAH(m),丁腈吸水膨胀橡胶的拉伸强度、断裂伸长率都有明显增加。当吸水树脂为50份,PEG6000为10份,NBR-g-MAH(s)为8份时,拉伸强度、断裂伸长率分别为9.58MPa、1390.81%,比未添加增容剂的试样增加了31.4%和68.5%;NBR-g-MAH(m)为8份时,拉伸强度、断裂伸长率分别为8.55MPa、1178.31%,比未添加增容剂的试样增加了17.28%、42.74%。丁腈吸水膨胀橡胶的质量吸水率、吸水后质量损失率随着吸水树脂量的增加而增大,当吸水树脂为70份时,平衡质量吸水率最大,为521.68%。吸水速率随着PEG6000量的增加而变快,吸水后质量损失率也随着增大。当吸水树脂为50份,PEG6000为10份,丁腈吸水膨胀橡胶(未添加增容剂)在去离子水中的平衡质量吸水率、质量损失率分别为310.55%、10.56%。添加8份NBR-g-MAH(s)后,丁腈吸水膨胀橡胶在去离子水中的质量吸水率、质量损失率分别为496.15%、5.77%,较未添加增容剂橡胶平衡质量吸水率增加了59.8%,质量损失率降低了45.9%；4次吸水-失水后,平衡质量吸水率为458.65%；80℃下,24h就达到最大质量吸水率,为446.10%,最终平衡质量吸水率为436.32%；在0.9%NaCl、2.0%NaCl盐溶液中平衡吸水率为139.53%、110.58%,而质量损失率仅为1.82%、1.14%,比未添加增容剂质量损失率降低了580.7%、802.6%;当添加8份NBR-g-MAH(m)后,试样在去离子水中的平衡质量吸水率、质量损失率分别为497.70%、6.34%,较未添加增容剂橡胶质量吸水率增加了60.3%,质量损失率降低了40.0%。比较可知,NBR-g-MAH(s)对丁腈吸水膨胀橡胶体系的增容效果比NBR-g-MAH(m)好。丁腈吸水膨胀橡胶增容前后的断面扫描电镜表明,加入NBR-g-MAH(s)对吸水树脂、添加剂的分布有较大的改善,有效地解决了吸水树脂与橡胶基体的相容性差、吸水橡胶在吸水过程中易出现质量损失的问题。