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    免费欢乐斗地主单机版:改性煅烧高岭土在橡胶材料中的应用与效果

    欢乐斗地主 www.233k3.com 众泰亿阳危废网2019-05-08 09:52:59

    煅烧高岭土是高岭土经煅烧脱水、除去挥发性杂质而制得的。与普通高岭土相比,煅烧高岭土不仅化学稳定性和电绝缘性提高,而且具有洁?白度高、密度小、比表面积大、吸油性能好和光性?特殊等特点,在涂料、塑料和造纸等行业应用广泛。

    表面改性主要用于非金属矿的深加工之中,在对高岭土进行表面改性时一般都采用化学方法,通过化学方法在高岭土的颗粒表面包裹上一层化合物,从而使高岭土颗粒表面发生变化,高岭土表面改性可以提高高岭土与有机基质之间的相容性,从而更好地用作橡胶或塑料填料。

    经煅烧与表面改性处理后的中低品位高岭土可作为高绝缘PVC电缆填充材料。由于改性煅烧高岭土对NR/BR/EPDM并用胶具有一定的补强作用,添加适量改性煅烧高岭土可使复合材料具有良好的拉伸强度、电绝缘性能和耐热老化性能。有学者将制备的改性煅烧高岭土/炭黑/天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,应用于动车组车钩支撑装置中,并对其应用效果进行了测试。

    基本配方

    (1)取适量改性煅烧高岭土,过筛后放入100℃烘箱中持续烘烤24 h。分别按改性煅烧高岭土?用量为0,10,20,30和40份取料。

    (2)将NR进行一段、二段塑炼,然后与BR和EPDM合炼。将原料按顺序投入开炼机中混炼20 min,打3个三角包,打3个胶卷后下片,晾胶停放。

    (3)将混炼胶放入模具,在平板硫化机上硫化,条件为140℃/12 MPa×20 min,脱模后自然冷却。

    (4)将混炼胶定量放入支撑装置模具中,在平板硫化机上硫化,条件为135?℃/15 MPa×50 min,脱模后自然冷却。

    性能测试

    拉伸性能测试按照GB/T 528—2009《硫化?橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》进?行,耐热老化性能测试按照GB/T 3512—2001《硫化橡胶或热塑性橡胶加热老化和耐热试验》进行,电阻性能测试按照GB/T 1692—2008《硫化橡?胶绝缘电阻率的测定》进行,动车组用支撑装置?复合材料寿命测试按照GB/T 20028—2005《硫化?橡胶或热塑性橡胶应用阿累尼乌斯图推算寿命和?最高使用温度》进行。

    结果与讨论

    改性煅烧高岭土用量对NR/BR/EPDM并用胶性能的影响

    拉伸性能

    改性煅烧高岭土用量为0,10,20,30和40份?时,NR/BR/EPDM并用胶拉伸强度分别为17. 0,?19. 0,20. 0,22. 0和17. 5 MPa??梢钥闯觯核孀鸥男造焉崭吡胪劣昧康脑龃?,并用胶的拉伸强度先?增大后减小,在改性煅烧高岭土用量为30份时达?到最大值,此时其分散性和相容性达到最好;继续?增大改性煅烧高岭土用量,团聚情况增加,进而产?生应力集中,复合材料容易断裂。这说明加入适?量的改性煅烧高岭土对NR/BR/EPDM并用胶有?补强作用。


    耐热老化性能

    不同改性煅烧高岭土用量的NR/BR/EPDM?并用胶的耐热老化性能见表1。


    表1?不同改性煅烧高岭土用量的NR/BR/EPDM并用胶老化前后拉断伸长率


    由表1可以看出,随着改性煅烧高岭土用量的?增大,并用胶的耐热老化性能不断提高,在试验范?围内,当改性煅烧高岭土用量为40份时,耐热老化?性最好。这说明改性煅烧高岭土可提高NR/BR/ EPDM并用胶的耐热老化性能。

    电阻性能

    改性煅烧高岭土用量为0,10,20,30和40份?时NR/BR/EPDM并用胶的电阻分别为1×104,?1×105,1×106,1×107和1×108Ω??梢钥闯?,随?着改性煅烧高岭土用量的增大,并用胶的电阻不?断增大。改性煅烧高岭土用量越大,并用胶的电?绝缘性能越好。改性煅烧高岭土为多组分无机?物,二氧化硅质量分数高达0. 5,改性煅烧高岭土?的加入有助于NR/BR/EPDM并用胶电绝缘性能?的提高。

    动车组用支撑装置性能

    刚度

    动车组车钩体系中的支撑装置在车钩部位起?连接和支撑作用。支撑装置产品由金属和橡胶通?过硫化组成,橡胶主要提供弹性,起到减震降噪的?作用,而金属骨架材料主要提供刚性并为安装提供?支撑。为满足对支撑装置的可靠性、可用性、维护?性和安全性的要求,制备改性煅烧高岭土/炭黑/ NR/BR/EPDM复合材料,并对动车组用支撑装置?刚度进行测试,结果见图1。


    图1??动车组用支撑装置刚度测试结果


    从图1可以看出:在位移0~30 mm阶段,随?着压缩变形的增大,垂向载荷随之增大,基本呈?线性增长;压缩形变量为30 mm时,其垂向载荷?为25. 074 kN,即位移0~30 mm割线段的刚度为?0. 835 kN·mm-1。试验结束后,动车组用支撑装?置表面无开裂、脱胶等异常现象,使用改性煅烧高?岭土/炭黑/NR/BR/EPDM复合材料制备的动车?组用支撑装置具有良好的刚度和耐压性能,满足?动车组车钩的设计要求。

    使用寿命

    应用阿累尼乌斯图推算材料寿命:在选定的?测试温度下,将所选的压缩永久变形数值变化看?作是时间(t)的函数,继续该步骤直至达到相应性?能的临界值为止,从而得出在该温度下老化的失?效时间。以所获得的失效时间与温度的函数作出?阿累尼乌斯图,所得到的直线可以外推到使用温?度下的失效时间,见图2和3。

    以每个测试温度达到临界值时间的对数与相应的测试温度作图,将所得直线外推可得到使用?温度下的估计寿命(热老化寿命)。由图3可见,60?℃时对应的时间对数为4.95,热老化寿命=104.95=?89 125 h=10. 17年。改性煅烧高岭土/炭黑/NR/ BR/EPDM复合材料在工况温度下使用寿命达到?10年之久,符合设计要求,适用于制备动车组用支?撑装置。


    图2?复合材料性能保持率与老化时间的关系曲线

    图3?复合材料的阿累尼乌斯图(时间-温度曲线)

    结论

    (1)改性煅烧高岭土对NR/BR/EPDM并用胶?具有一定的补强作用,可作为补强剂使用,当改性?煅烧高岭土用量为30份时,胶料的拉伸强度达到?最大值,为22. 0 MPa。

    (2)添加改性煅烧高岭土可使NR/BR/EPDM?并用胶具有较好的耐热老化性能,当改性煅烧高?岭土为40份时,胶料的耐热老化性能最好。

    (3)改性煅烧高岭土能有效提高NR/BR/ EPDM并用胶的电绝缘性能,当改性煅烧高岭土用?量为40份时,其电阻为1×108?Ω。

    (4)改性煅烧高岭土/炭黑/NR/BR/EPDM复?合材料制备的动车组用支撑装置具有良好的刚度?和耐压性能以及较长的使用寿命,满足动车组车?钩系统的设计要求,符合动车组运行工况要求。

    结论

    (1)改性煅烧高岭土对NR/BR/EPDM并用胶?具有一定的补强作用,可作为补强剂使用,当改性?煅烧高岭土用量为30份时,胶料的拉伸强度达到?最大值,为22. 0 MPa。

    (2)添加改性煅烧高岭土可使NR/BR/EPDM?并用胶具有较好的耐热老化性能,当改性煅烧高?岭土为40份时,胶料的耐热老化性能最好。

    (3)改性煅烧高岭土能有效提高NR/BR/ EPDM并用胶的电绝缘性能,当改性煅烧高岭土用?量为40份时,其电阻为1×108?Ω。

    (4)改性煅烧高岭土/炭黑/NR/BR/EPDM复?合材料制备的动车组用支撑装置具有良好的刚度和耐压性能以及较长的使用寿命,满足动车组车钩系统的设计要求,符合动车组运行工况要求。

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