HNBR遇水膨脹橡膠的制備與性能研究.pdf

1、高吸水材料具有極強的親水性和輕度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般能吸收大量水分，并能在受到壓力后仍然保持水分。遇水膨脹橡膠（WSR）是一種新型的吸水材料，由吸水樹脂與橡膠基體共混而成。其物理機械性能較好，吸水膨脹后能適用于各種不規(guī)則的縫隙封堵達(dá)到徹底止水的功效，主要用作土木建設(shè)的止水材料、密封材料，在建筑、地下通道的防水堵漏工作中獲得較好應(yīng)用。WSR在常溫水中可以獲得較高的膨脹率，且吸水穩(wěn)定，但是在高溫環(huán)境中往往吸水膨脹不穩(wěn)定，使用壽命降低，因此改

2、善WSR的耐高溫性對其在特殊工程環(huán)境中應(yīng)用有重要的意義。本文研究了聚丙烯酸類雙親性多孔吸水樹脂的合成及吸水性能和親油性研究；利用氫化丁腈橡膠（HNBR）制備的WSR，研究WSR的耐老化性能和高溫吸水穩(wěn)定性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以甲基丙烯酸月桂酯（LMA）和丙烯酸（AA）為共聚單體，過硫酸銨（APS）和亞硫酸氫鈉組成氧化還原引發(fā)體系，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)為交聯(lián)劑，碳酸鈣（CaCO3）為致孔劑，采用溶液聚合的方

3、法，以水為溶劑，羧甲基纖維素鈉為穩(wěn)定分散劑，制備了多孔兩親性吸水樹脂。利用熱失重分析（TGA）、掃描電鏡（SEM）對該樹脂進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)LMA含量越多熱穩(wěn)定性越差，孔洞結(jié)構(gòu)越不完整，CaCO3含量越多，孔洞結(jié)構(gòu)越容易塌陷。在去離子水、不同酸堿PH值的溶液及柴油中測試吸水性能及親油性，發(fā)現(xiàn) nLMA/nAA=1/8，nCaCO3/nAA=1/2含量的多孔樹脂吸水和吸油速率最快。⑵以HNBR為橡膠基體制備耐高溫WSR。利用轉(zhuǎn)矩流變儀、轉(zhuǎn)矩硫

4、化儀和萬能拉伸試驗機研究了補強劑白炭黑（WCB）、炭黑（CB）和硫化劑過氧化二異丙苯（DCP）含量對WSR性能的影響，并測試了25℃、60℃和85℃淡水中吸水性能。研究發(fā)現(xiàn)：WCB含量增加，交聯(lián)密度增加，WSR拉伸強度增加，而硬度有大幅度提高，高溫淡水中WSR吸水膨脹穩(wěn)定性降低，其中WCB=35份的WSR拉伸強度最大，硬度較高，吸水膨脹率較大，高溫吸水膨脹率相對較穩(wěn)定，而且質(zhì)量損失率較低，性能較優(yōu)。CB含量增加，交聯(lián)密度降低，拉伸強度下

5、降，斷裂伸長率下降，硬度上升。160℃24h熱老化后WSR力學(xué)性能較穩(wěn)定，其中WCB=35份，CB=30份時WSR力學(xué)性能穩(wěn)定性最好。在吸水測試中，CB=20-40份時，25℃的WSR吸水膨脹倍率較大，但是在60-85℃淡水中最終膨脹倍率較低，吸水穩(wěn)定性很差；CB=0-10份時，溫度越高，WSR吸水速率、膨脹倍率越大，高溫吸水穩(wěn)定，且 CB=10份時，吸水膨脹倍率較大，質(zhì)量損失率較小，高溫吸水穩(wěn)定性能最好。DCP含量越大，WSR硫化時間