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本文针对橡胶工业现用的添加型助剂易迁出的弊病,设计并合成了在使用过程中具有多官能度、易于橡胶大分子基质反应而不会迁移的三嗪类反应型助剂,将所合成的几种助剂的硫化体系以及硫化胶物理机械性能作了比较。主要研究工作如下:
1.设计并合成了三嗪类反应型助剂2,4-双烯丙氧基-6-正辛硫基-1,3,5-三嗪(BAOT)、2-烯丙氧基-4,6-双正辛硫基-1,3,5-三嗪(ABOT),采用元素分析、红外光谱、紫外光谱以及核磁共振光谱(<1>HNMR)鉴别和表征了目标合成物,并与三烯丙基氰脲酸酯(TAC)及2,4,6-三辛硫基-1,3,5-三嗪(TOT)的化学结构进行对比。
2.分别考察了BAOT、ABOT、TAC、TOT的用量对三元乙丙橡胶/过氧化物体系硫化的影响、测定并计算了硫化反应动力学参数、初步探讨了上述助剂在硫化体系中的作用机理。橡胶硫化仪测试结果表明,橡胶的硫化速度与硫化程度的顺序依次为TAC>BAOT>ABOT>BLANK>TOT。用动力学模型理论推导得出硫化反应过程的活化能,TAC、BAOT、AlBOT、BLANK、TOT的活化能分别是150.2、151.4、152.1、159.2、157.5KJ/mol。对含上述四种三嗪类反应型助剂的硫化胶作DSC分析,DSC结果显示,吸热峰面积的大小依次为13.9、12.8、11.3、8.2、6,9J.g.
3.分别考察了上述三嗪类反应型助剂的用量对三元乙丙硫化胶物理机械性能、老化性能以及耐制动液DOT3#性能的影响。硫化胶的力学性能的优劣则按TOT>BLANK>ABOT>BAOT>TAC顺序变化。TOT在扯断伸长率、拉伸强度、撕裂强度等方面都具有较优异的性能。含上述三嗪类反应型助剂硫化胶的耐热氧老化和耐制动液DOT3#上也显示了良好的性能。
4.比较了经溶剂甲苯抽提前后的硫化胶的红外光谱,分别探讨了上述合成的三嗪类反应型助剂在三元乙丙橡胶中的非迁出性。结果显示,BAOT、ABOT与TAC参与了EPDM分子的交联反应,显示了其不迁出的特性。
5.对含上述四种三嗪类反应型助剂的硫化胶作表观交联密度测定,分别探讨了不同助剂用量对硫化胶反应程度的影响。表观交联密度的顺序依次为TAC>BAOT>ABOT>RLANK>TOT。