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基于反式聚異戊二烯系列新材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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高分子化學(xué)與物理 |
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關(guān)鍵詞
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結(jié)晶|新型異戊橡膠 |
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適用年級(jí)
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研究生 |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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60 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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6614K |
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發(fā)布時(shí)間
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2012-04-21 21:31:00 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
碩士學(xué)位論文 基于反式聚異戊二烯系列新材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
摘要
關(guān)于反式-1,4-異戊橡膠（TPI）已經(jīng)有很多的研究報(bào)道，TPI與NR有相同的結(jié)構(gòu)單元，是常溫下結(jié)晶的材料。TPI與其他橡膠材料并用時(shí)能顯著改善共混硫化膠的動(dòng)態(tài)性能，這與TPI獨(dú)特的結(jié)晶性以及由此帶來的鏈段規(guī)整性有關(guān)。關(guān)于反式異戊橡膠新材料的研究很少見報(bào)道，本課題組研制了一種新型反式異戊橡膠簡(jiǎn)稱TPIR，TPIR是TPI與M2的釜內(nèi)合金，在保持TPI原有的性能的同時(shí)結(jié)晶度降低，力學(xué)性能改善明顯。TPIR用在胎面配方和胎側(cè)配方時(shí)，耐磨性和耐屈撓性改善明顯。
本文全面研究了TPI結(jié)晶分相對(duì)NR/TPI并用膠的影響、TPI釜內(nèi)合金的分析表征和基本性能以及TPIR和TPI在輪胎胎面膠配方、胎側(cè)膠配方中的對(duì)比研究。
研究了結(jié)晶分相對(duì)NR/TPI并用膠的影響。結(jié)果表明，常溫下NR硫化膠沒有結(jié)晶；半有效硫化體系硫化NR/TPI制備的硫化膠仍有TPI結(jié)晶；NR/TPI共混硫化膠的偏光顯微鏡照片有明顯的TPI晶體，隨等溫處理溫度的增高可觀察到TPI晶體數(shù)目減少，高溫處理后的共混硫化膠的TPI結(jié)晶晶體在偏光中更亮，晶體結(jié)構(gòu)更完善；TPI份數(shù)小于20份時(shí)，TPI與NR具有較好的相容性，硫化膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-39℃左右，NR模量較低，加入TPI后并用膠的儲(chǔ)能模量升高；結(jié)晶分相溫度對(duì)20份TPI膠影響不大，10份TPI的并用膠對(duì)溫度反應(yīng)敏感，相同份數(shù)的TPI/NR并用膠，低溫有較高的模量。
研究了新型反式異戊橡膠釜內(nèi)合金的結(jié)構(gòu)表征和基本性能。結(jié)果表明，GPC結(jié)果顯示相近門尼粘度的TPIR與TPI具有相近的分子量及分子量分布；DSC結(jié)果表明隨著丁二烯含量增加，對(duì)應(yīng)的Tg、Tb、Tm和△Hm △Hb均逐漸降低；F1小于5時(shí)曲線有屈服點(diǎn)，隨著F1的增大拉伸強(qiáng)度和100%、300%模量、邵D逐漸減�。籘PIR/NR并用膠耐磨性能良好，隨著F1增大耐磨性能和屈撓性能逐漸改善；加入TPI老化指數(shù)降低，TPIR/NR并用膠的老化性能優(yōu)于TPI/NR且隨著F1增大老化指數(shù)稍有增大，隨著TPIR份數(shù)的增加老化指數(shù)降低。
考察了TPIR在輪胎胎面配方和胎側(cè)配方中的應(yīng)用并與TPI的胎面配方和胎側(cè)配方進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明：相同門尼粘度的TPIR生膠與TPI相比具有較低的硬度，較高的拉伸撕裂強(qiáng)度和較高的測(cè)段伸長(zhǎng)率；加入TPIR后并用膠交聯(lián)密度提高；TPI及TPIR加入并用膠模量硬度提高，拉伸強(qiáng)度和測(cè)段伸長(zhǎng)率降低，TPIR/NR并用膠有較低的永久變形率。TPIR/NR/BR配方具有較高的硫化速率及硫化效率；相同份數(shù)時(shí)TPIR并用膠力學(xué)性能均處于NR及TPI并用膠之間，TPIR份數(shù)增加并用膠模量硬度增大，強(qiáng)度降低；加入TPI或TPIR后老化性能下降，耐屈撓性能改善沒明顯，TPIR/BR/NR并用膠有最好的耐屈撓性能。
關(guān)鍵詞：結(jié)晶 新型異戊橡膠 物理機(jī)械性能 胎面胎側(cè)配
前言 2
符號(hào)說明 1
第一章 文獻(xiàn)綜述 2
1．反式-1,4-聚異戊二烯 2
1.1簡(jiǎn)介 2
1.2結(jié)構(gòu)與性能 2
1.3反式-1,4-聚異戊二烯（TPI）的結(jié)晶行為 4
1.3.1合成反式-1,4-聚異戊二烯結(jié)晶 4
1.3.2合成反式-1,4-聚異戊二烯硫化膠結(jié)晶 8
1.3.3反式-1,4-聚異戊二烯與其他橡膠并用結(jié)晶方面研究進(jìn)展 10
1.3.3.1 NR/TPI并用膠的結(jié)晶行為 10
1.3.3.2 TPI與SBR并用膠的結(jié)晶性能 14
1.4反式-1,4-聚異戊二烯（TPI）與NR及NR/BR并用力學(xué)性能進(jìn)展 15
2 異戊二烯—丁二烯共聚橡膠概述 17
2.1異戊二烯的共聚合 18
2.1.1 順式-1,4-異戊二烯共聚物 18
2.1.2 反式-1,4-異戊二烯共聚物 19
2.2 反式異戊二烯共聚物微觀結(jié)構(gòu)和組成[72] 20
2.2.1 紅外光譜法[73,74,75,76] 21
2.2.2 1H-NMR法[47,73,76,78] 22
2.2.3共聚物的序列分布[50,55,76,78,79] 23
2.3 高反式丁戊共聚橡膠的性能[41] 24
第二章 實(shí)驗(yàn)部分 26
1主要原材料 26
2實(shí)驗(yàn)配方 26
3加工工藝和硫化條件 26
3.1 膠料的塑煉 26
3.2 膠料的密煉工藝 27
3.4 膠料的硫化 27
4主要儀器與設(shè)備 28
5 常規(guī)性能測(cè)試 28
第三章 結(jié)果與討論 30
1. TPI結(jié)晶誘導(dǎo)分相對(duì)NR/TPI硫化膠性能的影響 30
1.1 DSC研究 30
1.2偏光顯微鏡研究 32
1.3 XRD研究 34
1.4 DMA研究 36
1.5力學(xué)性能 39
1.6 本章小結(jié) 40
2. 反式異戊橡膠釜內(nèi)合金的表征及其性能研究 41
2.1 TPI和TPIR結(jié)構(gòu)參數(shù) 41
2.1.1 GPC研究 41
2.1.2 1H-NMR、IR表征 42
2.1.3 DSC研究 45
2.2不同TPIR的分級(jí)和抽提結(jié)果 47
2.2.1分級(jí)結(jié)果 47
2.2.2抽提結(jié)果 49
2. TPIR生膠力學(xué)性能 51
2.3.1基本力學(xué)性能 51
2.3.2生膠加工性能 53
2.3.3粘度 (Pa. S)與剪切速率 53
2.3.4溫度掃描 54
2.4硫化性能 55
2.4.1門尼及硫化特性 55
2.4.2機(jī)械性能 56
2.4.3臭氧老化性能 57
2.5 本章小結(jié) 58
3.TPIR的性能及其在胎面胎側(cè)配方中的應(yīng)用 59
3.1 TPIR結(jié)構(gòu)參數(shù)及其力學(xué)性能 59
3.1.1核磁紅外及DSC表征 59
3.1.2力學(xué)性能 61
3.2 TPI及TPIR硫化膠性能 61
3.2.1門尼及硫化特性 62
3.2.2機(jī)械性能 62
3.2.3老化性能 63
3.3TPIR在胎面配方中的應(yīng)用 63
3.3.1門尼及硫化特性 64
3.3.2機(jī)械性能 65
3.3.3老化性能 66
3.4 TPIR用量對(duì)TPIR/NR/BR并用膠性能影響 66
3.4.1硫化特性 67
3.4.2機(jī)械性能 68
3.4.3老化性能 69
3.4.4動(dòng)態(tài)性能 69
3. 5 本章小結(jié) 70
第四章 結(jié)論 71
參考文獻(xiàn) 72
致 謝 77
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