氯丁三元乙丙橡胶（crepdm）复合电缆料的制备与性能研究
氯丁橡胶（CR）在合成橡胶中占有重要的地位。并且由于CR具有优良的力学性能、耐热以及耐腐蚀性，所以在生产和生活中广泛应用的橡胶之一。但是，CR因为它的耐寒性比较差，在﹣40℃的低温下就会呈现玻璃态，而且它的电性能并不好，这些缺点对CR的使用造成了很大的限制。所以如何提高CR的耐寒性和电性能一直是一个很重要的课题。因为EPDM具有CR所不具有的优良的 耐寒性和电性能，所以本论文通过三元乙丙橡胶（EPDM）与CR的共混来改善CR耐寒性和电性能的问题。并且利用拉力试验机和橡胶硬度仪来检测共混橡胶的物理性能；通过老化箱和低温脆性实验仪来对共混橡胶的耐候性能进行一个测定；同时使用高阻仪通过对共混橡胶表面电阻和体积电阻的测定来对共混橡胶的电性能进行评估。实验结果表明在CR/EPDM的不同配比下，共混橡胶的力学性能和溶胀能力会随着EPDM含量的增加而下降，并且当EPDM含量超过20份之后共混胶的拉伸强度和伸长率下降的很快。这是因为EPDM的分子链柔顺性比CR要好，分子间作用力要比CR弱，所以随着EPDM的加入会对CR的力学性能等等有一个削弱作用；而随着EPDM含量的增加共混胶的电性能和耐老化性能会增加，这与EPDM的电性能和耐老化性优良有关，虽然如此，但是共混胶的电性能当EPDM不超过30之前，对电性能的影响却是不明显，它的体积电阻率和表面电阻率都比较小。所以在后续的研究中，如何改善共混加的电性能会比较重要。关键词：氯丁橡胶；三元乙丙橡胶；共混；耐寒性；电性能目录
目录 III
第一章绪论 1
?1.1 引言 1
?1.1.2 聚合物共混 2
?1.2 氯丁橡胶的物化性质及其结构 3
?1.2.1 氯丁橡胶的物化性 3
?1.2.2 氯丁橡胶的结构 4
?1.3 氯丁橡胶在电线电缆方面的应用 5
?1.4 氯丁橡胶电缆料的制备以及改性 6
?1.4.1 氯丁橡胶电缆料的制备 6
?1.4.2 氯丁橡胶的配方 8
?1.4.3 聚氯丁烯电缆料的改性 9
?1.4.4 三元乙丙橡胶（EPDM）的基本性质和加工性能 9
?1.5 本课题的研究意义 11
第
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
丁橡胶在电线电缆方面的应用 5
?1.4 氯丁橡胶电缆料的制备以及改性 6
?1.4.1 氯丁橡胶电缆料的制备 6
?1.4.2 氯丁橡胶的配方 8
?1.4.3 聚氯丁烯电缆料的改性 9
?1.4.4 三元乙丙橡胶（EPDM）的基本性质和加工性能 9
?1.5 本课题的研究意义 11
第二章 实验部分 11
?2.1 实验原料及仪器 11
?2.2 样品配方 12
?2.3 实验部分 13
?2.3.1 原料准备 13
?2.3.2 设备准备 13
?2.3.3 称量 13
?2.3.4 制备CR母炼胶 13
?2.3.5 制备EPDM母炼胶 13
?2.3.6 胶料混炼 13
?2.3.7 模压硫化 14
?2.3.8 拉伸样条的制备 14
?2.4 测试与表征 14
?2.4.1 力学性能的测定 14
?2.4.2 硬度的测定 15
?2.4.3 溶胀度的测定 15
?2.4.4 耐老化性能的测定 15
?2.4.5 体积电阻率和表面电阻率的测量 15
?2.4.6 共混胶的耐寒性的测试 16
第三章 测试结果与讨论 16
?3.1 橡胶共混的理论基础 16
?3.2 CR/EPDM共混胶的力学性能 17
?3.3 CR/EPDM共混胶的邵A硬度的测定及结果分析 21
?3.4 CR/EPDM共混胶溶胀度的测定与结果分析 22
?3.5 CR/EPDM共混胶的耐老化性能 24
?3.6 CR/EPDM共混胶电性能的测定 25
?3.7 CR/EPDM共混胶的耐寒性的检测 28
结论 29
致谢 30
参 考 文 献 31
第一章 绪论
1.1 引言
橡胶是世界上的三大高分子材料之一，在高分子材料中有无与伦比的重要性，它的分子量和其它高分子一样可以达到几万甚至几十万，它具有高分子材料所具有的共性比如密度小、绝缘性好等等特性。然而橡胶有区别与其它高分子材料一个很重要的特性那就是在常温下具有非常好的弹性，它的高弹性使得橡胶在工业生产和生活中扮演了很重要的角色。对橡胶最好的定义就是“当施加外力它可以时发生较大大的形变，并且在外力去除之后可恢复的一种材料”。橡胶是一种材料在外力作用下能够迅速恢复形变，并且能够被改性[1]。
橡胶的种类有很多，但是从来源可以分为天然橡胶和合成橡胶这两大类。而在合成橡胶又有通用橡胶与特种橡胶的区别，通用橡胶主要有如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶等等其他一些橡胶；而特种合成橡胶主要是以氟硅化合物合成的橡胶如硅橡胶和氟橡胶等等。
橡胶在工业和生活中的应用举不胜数，在工业中它可以用作轮胎、履带、电缆保护套等等；在生活中它更是与我们息息相关如鞋等等。因为橡胶的应用是如此广泛并且不可替代，并且近年来伴随着科学技术的发展，对橡胶材料的应用性能也提出了越来越特殊和功能化的要求。并且我们不可能不断的研制新的橡胶材料，这无论从技术要求，经济要求还是原料的来源上都是不切实际的，在各方面都会受到限制。所以，通过现有的材料，通过相互之间的共混来研制具有新性能的多相共混聚合物是一个十分行之有效的途径。
高分子混合物根据混合组分的区别可以分为三大类:高分子高分子混合物、高分子增塑剂混合物、高分子填充剂混合物[2]。这其中后面两种一种是增塑高聚物而一种是增强高聚物，这些方法在实际的工业生产中都得到了广泛的应用。第一种方法叫做共混高聚物或者多组分聚合物，因为这种方法获得共混高聚物简单易得，并且通过不同聚合物的混合可以得到我们需要的千变万化的性能，所以今年来这种方法正在飞速发展。虽然这种方法还存在许多理论上的缺陷，但这不能阻止弹性体共混改性成为一个重要的研究课题。弹性体共混改性的目的有以下三点[3]:
（1）通过不同橡胶之间的共混，以便来提高橡胶弹性体的使用性能，这个是共混非常重要的一个目的。各种弹性体无论是天然橡胶还是人工合成的橡胶都会有优缺点，所以通过橡胶与橡胶之间的共混可以让共混物获得各自的优点，弥补互相的缺点。比如CR具有很好的耐老化性能和自补强性能，但是它的耐储存性和耐寒性较差，而相对的EPDM具有比CR更优良的耐老化性能和CR所不具有的耐候性和储存稳定性但是它的自补强性不好，所以通过两者的共混可以改善CR的不耐储存性。
（2）改善弹性体的加工性能。橡胶虽然是弹性体，但它却普遍的存在着加工性能不好的问题。如顺丁橡胶混炼时容易出现的散兜和不易包辊的现象，经过研究发现在加入适当的高压聚乙烯（HDPE）后可以减小胶料在压出时的收缩性，提高产品的外观和质量[4]。
（3）降低工艺的成本。目前为止就我国的情况而言，许多重要的工业橡胶所需的天然橡胶都需要国外的进口，而且价格比较高，因此我们若是能够通过橡胶与橡胶之间的共混来得到相似性能的共混物，并且我国合成橡胶的价格比天然橡胶要低三分之一左右，对降低成本是一个很好的方法。
所以通过研制新的共混高聚物，不仅仅可以研发具有崭新特性的新材料，而且可以在生产工艺上进行一个改良就好，可行性高，同时还能降低能耗和污染，节约生产成本。
1.1.2 聚合物共混
聚合物共混的定义是将两种或者两种以上的聚合物通过使用物理或者化学的方法使得这两种或多种不同的物质混合成宏观上均匀的混合物。通过聚合物共混可以得到与具有原来聚合物不同的聚集态和不同特性的新的材
目录 III
第一章绪论 1
?1.1 引言 1
?1.1.2 聚合物共混 2
?1.2 氯丁橡胶的物化性质及其结构 3
?1.2.1 氯丁橡胶的物化性 3
?1.2.2 氯丁橡胶的结构 4
?1.3 氯丁橡胶在电线电缆方面的应用 5
?1.4 氯丁橡胶电缆料的制备以及改性 6
?1.4.1 氯丁橡胶电缆料的制备 6
?1.4.2 氯丁橡胶的配方 8
?1.4.3 聚氯丁烯电缆料的改性 9
?1.4.4 三元乙丙橡胶（EPDM）的基本性质和加工性能 9
?1.5 本课题的研究意义 11
第
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
丁橡胶在电线电缆方面的应用 5
?1.4 氯丁橡胶电缆料的制备以及改性 6
?1.4.1 氯丁橡胶电缆料的制备 6
?1.4.2 氯丁橡胶的配方 8
?1.4.3 聚氯丁烯电缆料的改性 9
?1.4.4 三元乙丙橡胶（EPDM）的基本性质和加工性能 9
?1.5 本课题的研究意义 11
第二章 实验部分 11
?2.1 实验原料及仪器 11
?2.2 样品配方 12
?2.3 实验部分 13
?2.3.1 原料准备 13
?2.3.2 设备准备 13
?2.3.3 称量 13
?2.3.4 制备CR母炼胶 13
?2.3.5 制备EPDM母炼胶 13
?2.3.6 胶料混炼 13
?2.3.7 模压硫化 14
?2.3.8 拉伸样条的制备 14
?2.4 测试与表征 14
?2.4.1 力学性能的测定 14
?2.4.2 硬度的测定 15
?2.4.3 溶胀度的测定 15
?2.4.4 耐老化性能的测定 15
?2.4.5 体积电阻率和表面电阻率的测量 15
?2.4.6 共混胶的耐寒性的测试 16
第三章 测试结果与讨论 16
?3.1 橡胶共混的理论基础 16
?3.2 CR/EPDM共混胶的力学性能 17
?3.3 CR/EPDM共混胶的邵A硬度的测定及结果分析 21
?3.4 CR/EPDM共混胶溶胀度的测定与结果分析 22
?3.5 CR/EPDM共混胶的耐老化性能 24
?3.6 CR/EPDM共混胶电性能的测定 25
?3.7 CR/EPDM共混胶的耐寒性的检测 28
结论 29
致谢 30
参 考 文 献 31
第一章 绪论
1.1 引言
橡胶是世界上的三大高分子材料之一，在高分子材料中有无与伦比的重要性，它的分子量和其它高分子一样可以达到几万甚至几十万，它具有高分子材料所具有的共性比如密度小、绝缘性好等等特性。然而橡胶有区别与其它高分子材料一个很重要的特性那就是在常温下具有非常好的弹性，它的高弹性使得橡胶在工业生产和生活中扮演了很重要的角色。对橡胶最好的定义就是“当施加外力它可以时发生较大大的形变，并且在外力去除之后可恢复的一种材料”。橡胶是一种材料在外力作用下能够迅速恢复形变，并且能够被改性[1]。
橡胶的种类有很多，但是从来源可以分为天然橡胶和合成橡胶这两大类。而在合成橡胶又有通用橡胶与特种橡胶的区别，通用橡胶主要有如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶等等其他一些橡胶；而特种合成橡胶主要是以氟硅化合物合成的橡胶如硅橡胶和氟橡胶等等。
橡胶在工业和生活中的应用举不胜数，在工业中它可以用作轮胎、履带、电缆保护套等等；在生活中它更是与我们息息相关如鞋等等。因为橡胶的应用是如此广泛并且不可替代，并且近年来伴随着科学技术的发展，对橡胶材料的应用性能也提出了越来越特殊和功能化的要求。并且我们不可能不断的研制新的橡胶材料，这无论从技术要求，经济要求还是原料的来源上都是不切实际的，在各方面都会受到限制。所以，通过现有的材料，通过相互之间的共混来研制具有新性能的多相共混聚合物是一个十分行之有效的途径。
高分子混合物根据混合组分的区别可以分为三大类:高分子高分子混合物、高分子增塑剂混合物、高分子填充剂混合物[2]。这其中后面两种一种是增塑高聚物而一种是增强高聚物，这些方法在实际的工业生产中都得到了广泛的应用。第一种方法叫做共混高聚物或者多组分聚合物，因为这种方法获得共混高聚物简单易得，并且通过不同聚合物的混合可以得到我们需要的千变万化的性能，所以今年来这种方法正在飞速发展。虽然这种方法还存在许多理论上的缺陷，但这不能阻止弹性体共混改性成为一个重要的研究课题。弹性体共混改性的目的有以下三点[3]:
（1）通过不同橡胶之间的共混，以便来提高橡胶弹性体的使用性能，这个是共混非常重要的一个目的。各种弹性体无论是天然橡胶还是人工合成的橡胶都会有优缺点，所以通过橡胶与橡胶之间的共混可以让共混物获得各自的优点，弥补互相的缺点。比如CR具有很好的耐老化性能和自补强性能，但是它的耐储存性和耐寒性较差，而相对的EPDM具有比CR更优良的耐老化性能和CR所不具有的耐候性和储存稳定性但是它的自补强性不好，所以通过两者的共混可以改善CR的不耐储存性。
（2）改善弹性体的加工性能。橡胶虽然是弹性体，但它却普遍的存在着加工性能不好的问题。如顺丁橡胶混炼时容易出现的散兜和不易包辊的现象，经过研究发现在加入适当的高压聚乙烯（HDPE）后可以减小胶料在压出时的收缩性，提高产品的外观和质量[4]。
（3）降低工艺的成本。目前为止就我国的情况而言，许多重要的工业橡胶所需的天然橡胶都需要国外的进口，而且价格比较高，因此我们若是能够通过橡胶与橡胶之间的共混来得到相似性能的共混物，并且我国合成橡胶的价格比天然橡胶要低三分之一左右，对降低成本是一个很好的方法。
所以通过研制新的共混高聚物，不仅仅可以研发具有崭新特性的新材料，而且可以在生产工艺上进行一个改良就好，可行性高，同时还能降低能耗和污染，节约生产成本。
1.1.2 聚合物共混
聚合物共混的定义是将两种或者两种以上的聚合物通过使用物理或者化学的方法使得这两种或多种不同的物质混合成宏观上均匀的混合物。通过聚合物共混可以得到与具有原来聚合物不同的聚集态和不同特性的新的材
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