鈰基化合物補(bǔ)強(qiáng)天然橡膠及其機(jī)理的研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：鈰基化合物補(bǔ)強(qiáng)天然橡膠及其機(jī)理的研究英文題目英文題目：StudyoftheEffectofCeriumCompoundsonReinfcingNaturalRubberItsMechanism學(xué)位類學(xué)位類別：工學(xué)碩士研究生姓研究生姓名：王博學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)：201102033學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：稀土應(yīng)用指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：李梅職稱職稱：教授2014年6月12日分類號(hào)：分類號(hào)：TQ33TQ332密級(jí)

2、：級(jí)：公開公開UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要無機(jī)稀土助劑用于增強(qiáng)橡膠材料的性能，但其添加的大多數(shù)稀土助劑特別是稀土無機(jī)物與橡膠有機(jī)材料的相容性差，親和性小，加之稀土無機(jī)物具有較大的表面能，很難均勻地分散于橡膠基體中，使稀土助劑不能很好的發(fā)揮其助劑對(duì)橡膠的改善效果，難以大量添加。本文選用十二烷基硫酸鈉（SLS）改性氧化鈰和硬脂酸（SA）改性氧化鈰，在不改變?cè)庸すに嚨臈l件下，研究改性氧化鈰

3、對(duì)坦克履帶板橡膠產(chǎn)品性能的影響。通過對(duì)橡膠材料的常規(guī)力學(xué)性能、老化性能和耐磨性能的分析，確定其最佳添加量及其影響規(guī)律。SLS改性氧化鈰對(duì)橡膠材料的撕裂性能提升不明顯，其他各項(xiàng)性能均有一定提高，最佳添加量為0.2份，此時(shí)拉伸強(qiáng)度達(dá)到25.4MPa，撕裂強(qiáng)度達(dá)到16MPa，老化系數(shù)為0.82，磨耗量為0.1666g；SA改性氧化鈰對(duì)橡膠材料的各項(xiàng)性能有明顯改善效果，最佳添加量為1份，此時(shí)拉伸強(qiáng)度達(dá)到26.4MPa，撕裂強(qiáng)度達(dá)到18MPa，老

4、化系數(shù)為0.94，磨耗量為0.1954g。通過EDS、XRD、硫化曲線等測(cè)試手段探討了氧化鈰對(duì)天然橡膠的作用機(jī)理。發(fā)現(xiàn)氧化鈰在硫化加工之后依然以4價(jià)的氧化鈰存在于橡膠基體中。氧化鈰參與橡膠的硫化反應(yīng)，延長(zhǎng)了焦燒時(shí)間，縮短了正硫化時(shí)間，但是不改變橡膠的交聯(lián)密度。氧化鈰對(duì)橡膠拉伸強(qiáng)度和老化性能的提高均是由于稀土元素特殊的4f電子層結(jié)構(gòu)：在拉伸過程中產(chǎn)生“瞬時(shí)絡(luò)合物”，提高了橡膠結(jié)晶度，即“瞬間交聯(lián)密度”，使拉伸強(qiáng)度得到增強(qiáng)；在熱氧老化過程中

5、，稀土助劑可以和一些自由基結(jié)合，減緩游離的氧自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生，防止了交聯(lián)結(jié)構(gòu)繼續(xù)被破壞，從而提高橡膠材料的老化性能。同時(shí)，本文放棄了傳統(tǒng)的無機(jī)稀土助劑，采用了一種不飽和羧酸有機(jī)配體，制備了甲基丙烯酸鈰[Ce(MAA)3]。在過氧化物體系中Ce(MAA)3對(duì)天然橡膠有著很好的補(bǔ)強(qiáng)效果，且補(bǔ)強(qiáng)效果隨添加量的增加而增強(qiáng)，在沒有任何其他補(bǔ)強(qiáng)劑的情況下，Ce(MAA)3的添加量為50份時(shí)，拉伸強(qiáng)度為11.8MPa，撕裂強(qiáng)度為26.5MPa，硬