HNBR复合材料抗烧蚀机理及橡胶表面减摩改性研究--《北京化工大学》2011年硕士论文
HNBR复合材料抗烧蚀机理及橡胶表面减摩改性研究
【摘要】：氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶加氢所制得,其主链呈饱和的烷烃结构,具有良好的热稳定性,是一种综合性能优异的新型橡胶材料。我们首次制备以HNBR为基体的柔性抗烧蚀材料,研究了填料种类——气相法白炭黑(FS)、有机改性黏土(OMMT)和膨胀石墨(EG)对HNBR复合材料的烧蚀性能影响。HNBR/OMMT复合材料的线性烧蚀率最低,但是其质量烧蚀率最大、成炭率较低；HNBR/EG复合材料的线性烧蚀率最大,然而质量烧蚀率最小、易于成炭；HNBR/FS复合材料的烧蚀性能介于上述两者之间。采用热失重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和广角X射线衍射仪(WAXD)对复合材料及烧蚀后的炭层结构进行了表征。基于这些结果,分析了填料类型对HNBR复合材料烧蚀机理的影响。
橡胶材料自身具有较大的表面摩擦系数,在一些动态密封工况下,工件与橡胶密封件相对运动时摩擦生热大,影响使用寿命。因而,对动密封橡胶制品进行减磨处理具有重要的实际意义。本论文对HNBR耐烧蚀复合材料和NBR耐油胶料开展了表面减磨改性研究,
主要内容如下：
1、研究了采用含氟涂料对HNBR抗烧蚀复合材料表面减摩改性,发现在喷涂前采用等离子体预处理能够显著降低橡胶表面接触角,利于水性含氟涂料在橡胶表面的均匀铺展、改善了减摩涂层质量,显著提高了涂层对复合材料表面的减摩改性效果。
2、研究了采用含氟涂料对NBR复合材料表面减摩改性。确定了最佳喷涂工艺参数,研究了自然风干、等离子体处理及150℃热处理三种后处理方式对涂层摩擦性能的影响。结果显示喷涂后处理方式对减摩效果有显著的影响,经加热处理的涂层,其在整个摩擦实验中都能够稳定保持较低的摩擦系数,综合性能最好。应用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对涂层的完好表面及磨损区域进行了分析,探讨了喷涂后处理方式所得到的涂层的减磨机理。
3、对等离子体在NBR橡胶表面氟化沉积改性进行了初步的探索,红外(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)结果表明经CF4等离子体改性后橡胶表面存在含氟物质。通过氟化改性后,NBR橡胶表面摩擦系数明显降低。
【学位授予单位】：北京化工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TQ333.7
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丁腈橡胶是丁二烯和丙烯腈的共聚物，NBR 分子中的丙烯腈（ACN）含量是可变动的（18 至50%），可借此调整材料的耐油与耐低温性能。丙烯腈的含量越高，耐润滑油与耐燃油的性质就越好，但低温弹性变差。相反的，当丙烯腈含量越低，耐滴温性就越好，不过要牺牲耐润滑油与耐燃油的性质。军方规格AN 及MS 的O 型圈规格则要求低丙烯腈配方的丁腈橡胶来确保其耐低温性能。
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