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橡胶密封制品是机械产品性能、可靠性和耐久性的重要保证。随着机械工业的发展,各领域的设备趋向小型化和精密化,密封制品的用量越来越多,体积越来越小,而且结构更复杂,但密封性要求更高。为在一定的压缩率下有足够的强度产生足够的接触压力并抵抗挤压破坏从而保证密封,密封制品要有足够高的硬度。此外,压缩永久变形是反映密封性能的重要指标,压缩永久变形如果较大,则密封制品在受力过程中有效应变逐步减小,应力逐步发生松弛,密封性能较差。因此,密封材料必须具有较高的硬度和较低的压缩永久变形。本文采用丁腈橡胶(NBR)为基体系统研究了硫化体系的种类、硫化剂的用量,炭黑含量对复合材料性能的影响,结果发现:采用低硫高促/过氧化物复合硫化体系硫化胶的综合性能最优。此外,随着硫磺用量的增加,硬度增大,压缩永久变形先减小后增大。随着过氧化二异丙苯(DCP)用量的增大,压缩永久变形呈下降趋势,邵A硬度基本保持不变。随着炭黑用量的增大,邵A硬度、压缩永久变形都增大。当硫磺用量为0.5phr,DCP用量为1phr,炭黑用量为90phr,综合性能最优。加入少量白炭黑,由于“类双相炭黑”的作用,Payne效应减弱,结合胶含量增多。在加入填料之前加入的其他组分越少,结合胶含量越高,Payne效应越弱。先加入硫磺,再加入预先混合好的炭黑和白炭黑混合填料,力学性能最佳。返炼后硫化胶的力学性能下降。混炼胶停放时间延长,未返炼胶料的Payne效应增强,结合胶增加,硫化胶的邵A硬度增加,压缩永久变形基本不变。停放时间对返炼后材料各方面的性能影响不大。随着甲基丙烯酸镁(MMg)用量的增加,纳米复合材料硬度、压缩永久变形会都会增大,当MMg含量为10phr时,硫化胶的硬度较大,压缩永久变形适中,综合性能优异。MMg的大量加入会导致复合材料滞后现象变严重,跟随性变差,不太适用于动态密封。通过“类双相炭黑”与MMg的综合补强,制备出邵A硬度达到90度、压缩永久变形为27%、综合性能优异的纳米复合材料。通过对应力松弛的研究发现,三个Maxwell单元和一个弹簧并联的模型可与试验数据很好的吻合,3个Maxwell单元对应的3种松弛单元是一种直接受力和间接受力的三级结构。并且随着硫磺、DCP、MMg用量的增加,接触应力增大。