新型恒粘剂MT对天然橡胶性能及其硫化动力学的影响研究

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本文采用新型的恒粘剂2-巯基苯并噻唑(MT)制备了恒粘天然橡胶(CVNR),与传统的恒粘剂盐酸羟胺(HH)进行了对比。研究了恒粘剂用量及种类对生胶性能的影响,考察了不同恒粘剂制备的CVNR的硫化胶性能,并对恒粘剂对NR硫化动力学的影响进行了分析。生胶性能方面,研究了恒粘剂用量及种类对对NR的理化性能,以及加速贮存期间重均分子量(Mw)、P0、PRI和Mv的影响,并通过热分析研究了橡胶的热降解过程。结果表明:当HH用量为0.25phr、MT用量为0.05phr时,制备的NR具有较好的恒粘效果(△P≤1,△MV<4);两种恒粘剂处理制备的CVNR在理化性能方面存在一定差异,MT适合用于制备中粘度的恒粘胶。加速贮存实验表明,随着贮存时间的延长,MT-CVNR的MW、P0和MV基本恒定不变,而HH-CVNR的MW、P0和MV起初变化不大,但随着时间进一步延长均有不同程度的增加,逐渐失去恒粘效果。热分析结果表明,两种恒粘胶在氮气气氛中的热降解为一步反应,MT-CVNR的起始降解温度T0、最大降解速率温度Tp和终止降解温度Tf均高于HH-CVNR,说明MT-CVNR热稳定性好于HH-CVNR。硫化胶性能方面,考察了不同恒粘剂对NR硫化特性和硫化胶力学性能的影响。MT-CVNR硫化的诱导时间t10和正硫化时间t90显著低于HH-CVNR,而MH则比HH-CVNR高,说明MT-CVNR的硫化速度更快,交联密度更高。力学性能测试发现,MT-CVNR硫化胶的拉伸强度达到了24.0MPa,撕裂强度32.7KN/m,远高于HH-CVNR的15.4MPa和29.6KN/m。说明MT-CVNR硫化胶的力学性能更优。硫化动力学方面,HH-CVNR和MT-CVNR的硫化曲线都呈平坦型,硫化反应级数都接近1,均不影响硫化反应历程,但影响硫化反应速率,随着硫化温度的升高,硫化反应速率均明显增大。而在胶乳中加入HH,会降低硫化反应速率常数。本研究通过采用新型的恒粘剂制备出CVNR,为探索高性能的新型CVNR,开发更合适的、低毒甚至无毒的恒粘试剂提供了理论支持。
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