论文部分内容阅读
丁腈橡胶(NBR)由于分子侧链含有大量的极性基团氰基,具有良好的耐油耐溶剂性、耐高温性、耐摩擦性和良好的机械性能等,在石油工业、汽车交通、航空航天、印刷和建材等领域都有广泛的应用。但丁腈橡胶属于易燃材料,极限氧指数22%左右,随着汽车工业、建筑建材以及石油化工行业的快速发展,对橡胶制品提出了更加苛刻的条件,越来越多的行业制品都需要具有阻燃的性能,因此,开发具有阻燃型的高性能的丁腈橡胶产品,具有重大的社会意义和广阔的发展前景。本论文采用对NBR基体环氧改性的方法,使阻燃剂通过化学键合的方式键入NBR分子骨架中,从分子结构上改善了阻燃剂在基体材料中的分散和结合强度,从而制得阻燃性能良好的NBR材料。APP是同时含有磷、氮两种阻燃元素的高效阻燃剂,但存在吸湿性大,与高分材料相容性差等问题,利用环氧改性后NBR上的含氧基团与APP在共混时原位反应,改善APP与基体的相容性以及界面结合强度,从而提高APP的阻燃效率。实验结果表明,APP原位反应制备的阻燃NBR材料具有更好的阻燃作用。当APP的用量为50phr时,ENBR/APP的LOI值为33.5%,比NBR/APP提高了10.2%,当APP的用量为40phr时,垂直燃烧通过UL-94 V-0级,热释放速率峰值PHRR和平均热释放速率av-HRR分别为518.3 k W/m2和192.5 k W/m2,比NBR/APP分别下降了15.3%和14.9%,在700℃的残炭量为42.2 wt%,比NBR/APP提高了14.1%。本论文还选用Mg(OH)2作为ENBR阻燃和补强剂,利用含氧基团与Mg(OH)2之间的相互作用,在提高阻燃性能的同时增强其力学性能,并采用Sb2O3作为协效阻燃剂,进一步发挥Mg(OH)2的阻燃效率和补强作用,研究了Sb2O3对MDH/ENBR阻燃体系的补强和协效阻燃作用。结果表明,Sb2O3能够改善MDH在橡胶基体中的分散和抑制团聚的作用,当Sb2O3用量为7.5Phr时,拉伸强度达到最大值,为12.58MPa,与未添加Sb2O3时的硫化胶相比增加了10.7%。Sb2O3对于ENBR/MDH复合材料具有明显的协同阻燃作用,当阻燃剂的总量为40phr,Sb2O3用量的为7.5phr时,Sb2O3和MDH协效效率(SE)达到最大值1.62,阻燃橡胶的LOI值从26.5%提高到27.9%,并通过UL-94 V-0级。此外,本论文还利用近代测试分析手段对ENBR、ENBR/MDH及ENBR/MDH/Sb2O3体系的热降解动力学和阻燃机理进行了探讨。