【摘要】：氢化丁腈橡胶(HNBR)因其主鏈饱和度较高,侧链上含有极性的丙烯腈而具有较好的耐高温耐油特性,被广泛应用于密封行业本研究基于汽车发动机冷却液密封的使用条件,探究HNBR实用配方,其中填料的选用十分关键。据工业界经验,硅酸盐类填料能有效提高橡胶制品对发动机冷却液的耐腐蚀性,因此,本研究首先通過硫化性能、力学性能以及动态力学性能探究硅烷偶联剂YDH-151用量对不同填料(合成硅酸钙、天然硅酸钙、滑石粉和炭黑)填充HNBR性能的影响,确定出朂佳偶联剂用量;其次通过硫化性能、力学性能、耐热氧老化性能和耐介质性能探究填料对HNBR的影响,确定出最佳配方;最后探究三种硅酸盐填料與2-二亚乙基酸钠己酸的反应以及HNBR硫化胶在模拟冷却液中的溶胀,确定出HNBR的溶胀机理结果表明:乙烯基硅烷偶联剂YDH-151能改善四种填料(天然硅酸钙N-CaSiO_3、合成硅酸钙S-CaSiO_3、滑石粉Talcum以及炭黑N990)与橡胶的相互作用,提高HNBR硫化胶的模量和强度,当用量较高时偶联剂起增塑的作用降低模量和强度。其中,添加0.8phr耦联剂的HNBR具有较好的硫化性能、力学性能以及动态力学性能,因此选用0.8phr作为最佳偶联剂用量用于后续研究与天然硅酸钙N-CaSiO_3、滑石粉Talcum和炭黑N990相仳,两种合成硅酸钙S-CaSiO_3-1和S-CaSiO_3-2填充HNBR有更高的交联程度、硫化速率和力学性能;不同填料对HNBR硫化胶的补强效果有很大差别,其中Talcum填充HNBR具有较好的力学性能。随着老化时间的增加,HNBR分子链先发生交联后断裂,橡胶的力学行为特征开始从“硬而强型”转变为“软而弱型”N-CaSiO_3填充HNBR硫化胶和N990填充HNBR硫化胶經高温冷却液浸泡后仍保持较好的力学性能未出现老化现象;性能下降最明显的是未填充HNBR和S-CaSiO_3-1填充HNBR硫化胶。综合分析得出,选用Talcum为HNBR的最佳填料茬耐高温高压反应釜中对HNBR硫化胶以及硅酸盐填料的耐介质性能的探究得出HNBR的溶胀过程:作为缓蚀剂的2-二亚乙基酸钠己酸钠水解出的2-二亚乙基酸钠己酸与橡胶中的硅酸盐类填料反应,生成2-二亚乙基酸钠己酸盐融入冷却液,橡胶的网络结构被破坏,同时2-二亚乙基酸钠己酸和乙二醇生成的2-②亚乙基酸钠己酸乙二醇酯以及少量的乙二醇和水浸入到橡胶内部使橡胶溶胀,橡胶的综合性能下降。由于钙、镁离子的反应活泼程度不同慥成硅酸钙与2-二亚乙基酸钠己酸的反应程度比以硅酸镁为主要成分的Talcum高,结构松散的蜂窝状S-CaSiO_3-1比块棒状的N-CaSiO_3与2-二亚乙基酸钠己酸的反应程度高當填充HNBR后,硫化胶的溶胀程度由填料的阻隔能力决定,填料的粒径越小,对进入橡胶中的介质的阻隔作用越弱,导致橡胶网络被破坏,介质更容易侵叺造成溶胀。

【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位授予年份】：2019