纤维状海泡石／氟橡胶复合材料的硫化反应动力学.pdf

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1、实验C合H成IN橡A胶工SY业NT，2H0E1T5IC—07R—U1B5B，3E8R(4)I：N29D4U—ST2R9Y8纤维状海泡石／氟橡胶复合材料的硫化反应动力学闫普选，卢江荣，栗英亮，王玉峰，韩飞雪(桂林电子科技大学材料科学与工程学院，广西桂林541004)摘要：以自制的纤维状海泡石为填料刺备氟橡胶复合材料，在分析海泡石纤维束形貌和化学成分的基础上，采用无转子硫化仪表征纤维状海泡石／氟橡胶复合材料的硫化历程，研究了橡胶复配体系的硫化反应动力学。结果表明，剥离的海泡石纤维束直径为100～200nm，长为1～5m；随其用量增加和混炼胶硫化温度的升高硫化速率加快，且硫

2、化历程遵循自催化反应模型；当海泡石用量增加时体系的反应活化能先增加后降低，用量为l0份(质量)时的反应活化能最高。关键词：氟橡胶；海泡石；纤维束；硫化反应动力学中图分类号：TQ333．93文献标志码：A文章编号：1000—1255(2015)04—0294—05氟橡胶具有良好的力学、耐溶剂腐蚀及电绝1实验部分缘等性能，在航天航空、精密机械及办公自动化等1．1原材料领域得到广泛的应用。有研究表明橡胶和热固性氟橡胶，牌号FE2701，密度1．55g／cm，上树脂添加石墨烯、黏土及碳纤维等增强填料能提海三爱富新材料股份有限公司产品；过氧化二异高其力学性能和热性能，而其物理性

3、能的调控则丙苯(DCP)，密度1．08g／cm，国药集团化学试剂取决于分子链构型以及硫化过程中形成的网状结有限公司产品；三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)，密构。化学反应动力学的定量分析发现配合剂能够度1．11g／cm，国药集团化学试剂有限公司产品；影响基质线型大分子的交联历程，每个反应海泡石原矿，河北易县海泡石开发有限公司产品。体系均有不同的反应动力学行为。海泡石作1．2试样制备为一种增强配合剂，其具有针状晶体结构、取向态纤雏状海泡石在恒温70℃的条件下将海孔道及表面含有极性官能团和Lewis酸的特点，泡石原矿微粉与1mol／L的稀盐酸水溶液按质量可广泛用于制备多功能无

4、机／有机复合材料。比1／20进行酸化，超声6h后取悬浊液抽滤、洗添加针状填料能够影响基质和填料的相互作用，涤，在100℃下烘干得到纤维状海泡石微粉。且改变橡胶基质的硫化过程，从而影响到材料的纤维状海泡石／氟橡胶复合材料将纤维状物理性能，因而定量分析纤维状海泡石对橡胶海泡石微粉分别按0，5，10，15，20份(质量，下复配体系结构和性能的影响、获得相应的硫化动同)与2份DCP、2份TAIC及100份氟橡胶在开力学参数，有利于对该复合材料硫化工艺的理解炼机上混炼，薄通、下片，室温静置24h制得复合和优化材料的物理性能川。为此本工作研究了剥离前后海泡石的微观特性和化学组成，

5、采用开炼共混的方法制备了纤维状海泡石／氟橡胶的混收稿日期：2014—05—19；修订日期：2015—04—23。炼胶片，通过硫化仪表征和自催化模型拟合确定作者简介：闫普选(1979一)，男，河南焦作人，硕士，讲师。研究方向为功能高分子材料改性，已发表论文6篇。氟橡胶复合材料的硫化反应动力学参数，以定量基金项目：广西信息材料重点实验室资助项目(131019一Z)；探讨纤维状海泡石对氟橡胶复合材料硫化反应体广西自然科学基金资助项目(2014GXNSFBA118245)。系的影响。通讯联系人。合成橡胶工业第38卷由于海泡石纤维束表面含有Bronsted酸和Lewis酸活性中

6、心，具有较高的化学活性⋯，而DCP是无羧基过氧化物，其对酸较敏感，海泡石的增加易使其分解出更多自由基，从而使硫化速率加快；硫化温度升高使得DCP的半衰期减小，单位时间内烷氧自由基的增加能够形成更多的四丙氟自由基，提高了交联效率，即表现为交联速率的提升。Temperature／~C：0—155；●一160；△一l65；▲一17OTable1Cuingcharacteristicsoffibroussepiolite／Fig3Curingconversionvstimeoffibroussepiolite／fluororubberfluororubbercomposite

7、scomposites(fibroussepiolite10phr)0一x帕、芑}l321(Temperature／ZC(fibroussepiolite10phr)：0—155；●一16O；△一165；▲一l7O50O10001500Time／sFibroussepiolite／phr(temperature160℃)：0-0；●一5；△一1O；▲一15；口一2O3．3硫化反应历程Fig4Curingratevstimeoffibroussepiolite／fluororubber用硫化仪测定转矩与时间的关系曲线，根据composites式(6)计