聚异丁烯材料在自修复轮胎密封胶中的应用研究
本文研制了一种以中分子量聚异丁烯与丁基橡胶的共混物为基体材料、液体聚异丁烯和增粘树脂为流动性和粘性改性剂、硫醇为交联密度调节剂、硫磺为硫化剂的微交联型自修复轮胎密封胶。该密封胶低温不脆裂，高温不流淌，经过斜坡流动实验验证可知，热处理微交联化后，胶料已具备高温下的抗流动性;热压实验表明，按照本文实验研究中性能较为平均的一种配方制备的试样在80℃以上的抗流动性与本体强度优于对比测试的市售品。本文从制备工艺、表征方式和配方等角度展开实验，研究其中各种组分种类和用量对胶料性能的影响，研究结果如下:(1)采取了低温法和高温法制备密封胶，参考配方如下:丁基橡胶70份、中分子量聚异丁烯PIB895030份、低分子量聚异丁烯PIB2300120份、炭黑15份、碳酸钙15份、氧化锌3.75份，硬脂酸2.5份、促进剂TMTD1.25份、促进剂DTDM1.25份、硫磺1.25份、抗氧剂10102份、正十二硫醇4.5份。实验表明，低温共混并分多步添加低分子量聚异丁烯的制备工艺用时较短，且不易残留，更易排胶。 (2)创新性地制作了一种表征胶料自封堵性能的装置。装置为法兰、压力表、阀门、进气口的串联结构。样品制备方法是在2mm厚的硫化天然橡胶板上覆盖2mm厚的自修复密封胶。在试验过程中，样品夹在法兰中，从进气口充气并预压。预压结束后，放出气体，用针头将样品从同一位置穿刺三次，将装有样品的法兰浸入水中，充气，然后读取气体泄漏时的气压。 (3)在胶料中添加正十二硫醇，可通过Thiol-ene点击反应消耗体系内的碳碳双键，从而可在硫磺不减量的情况下更均匀地降低交联度，增加胶料的初粘性和持粘性，当正十二硫醇添加量为4.5份时，胶料的持粘性为实验所得极大值，40mm测试区试样的持粘性在20min以上，远优于无硫醇改性的试样;且此时胶料的自封堵性能比较理想，以2mm厚的硫化胶片上涂敷2mm自修复密封胶的方式制样，试样被注射器在同一位置刺穿3次后仍可以承受2.5Bar以上的压力而不发生漏气，而未经改性的试样保气性较差。随着PIB8950与丁基橡胶的配比从1∶9增加至1∶1，胶料的剪切储能模量和复合粘度均有减小;当PIB8950与丁基橡胶的配比为3∶7时，胶料的持粘性为实验所得极大值，40mm测试区持粘性在20min以上，以2mm厚的硫化胶片上涂敷2mm自修复密封胶的方式制样，试样被注射器在同一位置刺穿3次后仍可以承受2.5Bar以上的压力而不发生漏气。用前文所述的参考配方制备的试样自修复性能、持粘性和高温抗流动性均优于对比测试的市售品。
轮胎密封胶;配方设计;制备工艺;自修复性;持粘性;抗流动性
北京化工大学
硕士
材料工程
吴卫东;侯云霄
2021
中文
TQ436.6
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）