一、遇水膨胀橡胶的吸水膨胀和力学性能研究(论文文献综述)
王梓尧[1](2020)在《给水管道智能套筒设计及其修复漏损管道的试验研究》文中研究说明我国城市经济正处于高速发展阶段,人口增多和用水需求提高为城市给水管网带来的负担持续增长,陈旧给水管道老化造成的城市给水管道漏失率高的问题日趋严重,不仅仅对饮用水资源造成影响,同时对管道漏损处的周边土壤环境产生较大危害。相关研究表明,对于中小管径给水管道,发生小孔径爆管概率偏高,而现有管道修复技术针对性强、成本高,现有管道漏失监测设备也存在精度不足、缺乏定向性等问题。课题针对圆孔状给水管道缺陷,设计可以实现管道快速修复功能和漏失在线监测功能的外包式管件—智能套筒,并开展了用于修复管道漏损的水激活性材料的性能表征试验以及智能套筒管道漏损修复试验。根据智能套筒特性设计智能套筒结构,计算套筒外壁厚度和固定螺栓尺寸,构建智能套筒外形。对比光纤光栅传感器、电容式传感器以及压电薄膜传感器的传输灵敏度、设备成本、信号传输稳定性等因素,优选压电薄膜传感器作为在线监测系统传输元件;智能套筒内水激活性材料选择双层重叠覆盖式布置,传感器布置点选取在两层材料重叠处,同时选取套筒上下耳板之间和水激活性材料与套筒内壁贴合处作为辅助点位;智能套筒在外压0.60MPa和负内压0.001MPa下均能保证良好的稳定性,证明了智能套筒具备足够的强度。通过分析丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶基材的吸水率、浸水力学特性变化,优选丁腈橡胶作为水激活性材料基材,采用物理共混法制备丁腈橡胶吸水膨胀橡胶,对橡胶进行配方设计,完成丁腈橡胶亲水改性、橡胶原材料混炼和硫化工艺,制备水激活性材料。通过对水激活性材料浸水后力学特性和抗水压能力分析,发现水激活性材料浸水后抗拉伸性能和抗撕裂性能平均下降10%,双层材料抗水压可达0.58MPa;综合多组浸水试验分析,水激活性材料饱和吸水膨胀率约为410%,浸水质量损失率约为11%,并且具备良好的耐候性能和耐化学介质能力,具备智能套筒所需的材料吸水膨胀特性和耐腐蚀能力。分析了材料浸水后对水质常规指标和特定指标的影响,材料浸水72h后对浊度上升0.16、p H值上升至7.58.0,水中残留的锌元素和硫化物对给水管网系统来说可忽略不计,可以满足接触饮用水的卫生条件。为验证智能套筒的实用性,分别采用静态加压试验和动态通水试验分析其表征管道漏损信号的可能性和漏失报警速率。静态加压下监测点位的应变值随着水激活性材料内吸水组分大面积吸收水分,波动幅度逐渐平缓,应变曲线趋向稳定,在管道内压力变化时应变曲线特征变化明显,足够表征管道漏损信号;动态加压试验中,在实际漏损管道安装智能套筒2h内,水激活性材料对管道修复效果明显,修复速率较高,监测点应变值波动幅度略微增大,幅度变化量减小,材料吸水趋近饱和,智能套筒具备较高的漏水修复速率。本课题构建了智能套筒外壳和套筒内水激活性材料,优选了漏损信号数据传输系统,研究了材料的理化特性并进行了实际应用试验,为给水管道局部漏损快速修复和在线监测技术提供了一定的理论依据,可在较低成本下有效控制给水管网漏失,保护给水管道,节约水资源。
张桂林[2](2020)在《反应复合型遇水膨胀橡胶的制备及性能研究》文中指出针对新疆西北塔河油田的高温(130℃)、高盐(21.5×104 mg/L)和需长距离输送(井下4000米)的特殊油藏封堵环境,迫切需要制备出具有优异力学性能,且能够耐高温、耐高盐和低析出的延迟膨胀型遇水膨胀橡胶(DWSR)。当前的遇水膨胀橡胶(WSR)普遍存在耐盐性差、耐高温性能差、吸水聚合物(SAP)极易析出和膨胀速率过快的问题,难以满足塔河油田的实际应用需求。为了解决上述技术瓶颈,本文利用化学与物理共混相结合的方式,在WSR的填料中引入耐盐性的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)作为吸水聚合物,各项性能卓着的氢化丁腈橡胶(HNBR)为基体材料,4,4’-二异氰酸酯二苯基甲烷(MDI)、聚氨酯预聚体(PU)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)全封端的聚醚型PU和HEMA半封端聚醚型PU作为活性共价接枝改性材料和阻隔性能优异的有机蒙脱土(OMMT)作为水分子阻隔材料,制备出能够耐高温、耐高盐和低析出的高性能的延迟膨胀型WSR,填补了行业空白。本论文由以下三部分研究工作构成。1、为改善WSR的耐盐性差和易析出的问题,利用接枝改性材料MDI与聚乙二醇(PEG)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的接枝产物制备出高耐盐和低析出的WSR。研究了MDI的含量对于WSR的力学性能和稳定性的影响,并用FTIR确定MDI与PEG和CPAM的反应。利用不同的橡胶基体材料制备了WSR,研究了基体材料对于WSR的力学性能和膨胀性能的影响。结果显示:随着改性材料MDI的增多,WSR的耐盐性、力学性能和稳定性得到明显的提升,解决了WSR的耐盐性差和膨胀后体积易回缩的问题。利用不同橡胶基体制备的WSR中以HNBR为基体的WSR的综合性能最好,其不但力学性能优异,而且在不同矿化度介质中的体积膨胀倍率最高。2、基于化学改性方法,研究了具有优异力学性能、高膨胀性能、高耐盐性和低析出WSR的制备与性能。改性材料,比如PU、HEMA@PU和semi-HEMA@PU,通过接枝反应在PAM与橡胶基体之间形成交联网络结构,改善WSR的力学性能、膨胀性能和稳定性(析出量小,稳定性高)。结果表明:适量的增加WSR中PU的含量,能够提升WSR的力学性能和体积膨胀倍率。当PU为40 phr时,WSR的力学性能最优异。当PU为80 phr时,WSR具有最大的体积膨胀倍率。适量的增加HEMA@PU的含量,可以增大WSR的膨胀倍率、力学性能和稳定性。当HEMA@PU为10 phr时,WSR的综合性能最为优异。随着Semi-HEMA@PU含量的增大,WSR的体积膨胀倍率和稳定性不断的增大,其机械性能却先增后减。当Semi-HEMA@PU的含量为50 phr时,WSR的综合性能最好。PU类改性材料不但加强了WSR的互穿交联网络网络的构建,而且增加了WSR的力学性能和膨胀性能,导致WSR的力学性能、膨胀倍率、稳定性和耐盐性得到明显的提升。3、针对新疆西北塔河油田的高温、高盐和需长距离输送的特殊油藏的堵水问题,填料中引入了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、semi-HEMA@PU和片层阻隔材料,制备出耐高温、耐高盐和高稳定性的延迟膨胀型遇水膨胀橡胶(DWSR),并对其膨胀性能、力学性能和稳定性进行了研究。研究结果表明,添加片层阻隔材料能够在不影响DWSR膨胀倍率的前提下,有效地增加DWSR的延迟膨胀时间,填料CPAM和semi-HEMA@PU能够增加DWSR力学性能、膨胀性能和稳定性,分布均匀的片层阻隔材料能够延长水分子与SAP结合的时间,从而使WSR取得延迟膨胀效果。相比于没有延迟时间的WSR,加入OMMT和MP的DWSR的延迟膨胀时间增加到52h和39h。本论文制备的新型WSR提升了WSR的力学性能和吸水膨胀倍率,改善了WSR的耐盐性,解决了吸水树脂大量析出导致的膨胀体积回缩及橡胶堵剂延迟膨胀的技术难题。
廖晓东[3](2019)在《丙烯酸盐注浆材料堵漏特性试验研究》文中认为渗漏水问题在地下工程中普遍存在,造成地下建筑内环境恶化,结构的耐久性能降低,甚至还会危及人员、设备、车辆的安全。地下工程渗漏水原因复杂,治理技术难度大、工序多、要求高,一直以来都是运营、维护中的重、难点问题。本文以丙烯酸盐注浆材料为研究对象,旨在为地下工程渗漏水治理提供一个较为便捷、可靠的方案。为了研究丙烯酸盐注浆材料的堵漏特性,本文通过室内试验、模型试验、现场应用试验等方法,对材料的基本性质、耐久性能、堵漏适应性及可靠性等三个方面展开研究。主要研究内容及成果如下:(1)从材料的基本性质、浆液的成分及反应机理、堵水防渗机理等方面阐述了丙烯酸盐注浆材料在渗漏水治理中的适用性。(2)进行了室内浆液的配比试验、固化物水中自由膨胀试验和空气中失水收缩试验、拉伸试验、材料交界面性能试验、表面微观形貌特征试验等,对丙烯酸盐注浆材料基本的物理和力学特性、堵漏适应性、可靠性等进行了分析,认为材料浆液具有渗透性强、固化时间精确可控的特点,浆液在配比合理的情况下,形成的固化物具有良好的遇水膨胀性、交界面粘接性能和较强的变形适应能力。(3)采用室内干湿循环试验、冻融循环试验、快速老化试验、表面微观形貌特征试验等研究了丙烯酸盐注浆材料的老化性能。通过试验,认为丙烯酸盐注浆材料具有良好的耐老化性,干湿循环过程会使固化物的吸水膨胀性能产生一定的提升,而有限次数的冻融循环过程不会对材料的性能产生明显影响。(4)开展了丙烯酸盐注浆材料应用于地下工程变形缝、混凝土结构裂缝渗漏水治理的等比例模型试验,验证了材料在渗漏水治理中适应性和可靠性。根据模型试验结果,开展了丙烯酸盐注浆材料在新建明挖法地铁隧道渗漏水治理应用的现场试验,进一步验证了材料在治理地下工程堵漏的适应性和可靠性。(5)引入复合纤维材料、成型非固化橡胶沥青防水材料等,进行了地下工程结构裂缝、变形缝堵水后的加固措施设计。采用试验模拟装置进行了结构防水材料的极限加载试验,对加固措施的可靠性进行了验证。
刘晓晓[4](2019)在《耐温耐盐遇水膨胀橡胶堵剂的制备与性能》文中提出遇水膨胀橡胶(WSR)作为一种新型的橡胶功能材料,主要是由橡胶基体和亲水性组分复合而成,亲水性组分包括阴离子型、阳离子型和非离子型亲水剂,复合方式分为物理添加复合型和反应共价交联型两种。WSR既具有弹性体的优异力学性能,又有良好的吸水膨胀性能。由于选用的亲水性成分和采用的复合技术的原因,大多数WSR在高矿化度水中表现出膨胀倍率低、膨胀速率快、亲水性组分易流失、稳定性较差的现象,WSR的应用受到限制。因此,研究在高矿化度水中膨胀倍率高、延迟性膨胀、力学性能高的WSR材料成为研究的焦点、难点与发展方向。基于WSR材料的性能特点,在高含水期油田的开发中表现出比较好的应用前景,本论文主要针对我国西北地区的塔河油田裂缝洞型油藏储层温度高(>130℃)和矿化度高(2.2×105 mg/L)的工况特点,研究开发一种能够耐温、耐盐,同时具有延迟膨胀的新型橡胶堵剂材料。本文采用反应型亲水剂改性WSR材料,分别制备出丁腈橡胶(NBR)和氢化丁腈橡胶(HNBR)为基体的共价交联型WSR橡胶堵剂,评价了橡胶堵剂的封堵行为。论文采用物理共混法,以NBR为基体制备WSR材料,研究了不同WSR类型、矿化度、温度、交联密度以及炭黑含量对吸水膨胀行为的影响。结果表明:共价交联型WSR析出的亲水组分很少,缓解了吸水剂的析出问题;只有橡胶中的交联密度适当时,材料才可以表现出优良的吸水膨胀行为;炭黑的含量决定了橡胶的力学性能和密实度,橡胶密实度越高,才能够在塔河模拟水中下沉,但是这时也出现填料流失的现象;以NBR为基体的共价交联型WSR的延迟膨胀时间在10 h左右。但是该方法加工的WSR存在填料流失造成膨胀倍率低的现象,不能满足塔河油藏长距离输送和追求较高膨胀倍率的施工要求。论文又以HNBR为基体制备共价交联型WSR材料,研究了温度、矿化度以及橡胶基体对吸水膨胀行为的影响。结果表明:温度越高,膨胀速率越快,以HNBR为基体的共价交联型WSR在130℃的塔河模拟水中,有更高的膨胀倍率,并且可以保证材料密实度大,在塔河模拟水中可以下沉,还有更长时间的延迟膨胀行为。但是橡胶试片较大,不能注入塔河油藏中,需要裁剪成堵剂粒子。最后,将硫化胶片裁剪成1 mm大小的堵剂粒子,研究堵剂粒子在塔河模拟水中的膨胀行为,并且进行裂缝岩心的物理模拟封堵实验,评价堵剂对缝洞型油藏封堵性能。结果表明:以HNBR为基体的堵剂粒子,在被水性聚氨酯膜包覆后具有更长的延迟膨胀时间和较高的膨胀倍率,并且在塔河模拟水中能够下沉,橡胶堵剂在注入裂缝后,表现出较好的封堵效果,实验模拟裂缝流道封堵效果突出,能够很好地满足塔河油藏的深部堵水调剖技术的要求。
徐恩松[5](2019)在《芳纶增强型吸水膨胀橡胶的研究》文中研究指明吸水膨胀橡胶自20世纪70年代问世以来,以其优良的弹性和吸水膨胀性能,广泛应用于防水密封领域。随着科学技术和国民经济的高速发展,在实际应用中,对吸水膨胀橡胶制品性能的要求也越来越高,需要吸水膨胀橡胶根据具体的使用需求,来发挥密封止水等特性。本文旨在找到一种填料使吸水膨胀橡胶既能保持使用所需要的吸水膨胀性,又能改善其力学性能,并使吸水膨胀橡胶具备可设计性的特点。本文选取芳纶作为主体增强填料,并对芳纶表面进行磷酸刻蚀改性,对磷酸刻蚀芳纶的改性条件进行优化,通过红外光谱、扫描电子显微镜分析磷酸改性对芳纶结构的影响。采用芳纶、改性芳纶、丁腈橡胶、吸水树脂及其它常用橡胶加工助剂混合来制备吸水膨胀橡胶,研究了芳纶、改性芳纶、吸水树脂及几种加工助剂对吸水膨胀橡胶力学性能与吸水性能的影响,并对吸水膨胀橡胶的配方进行优化。制备的改性芳纶增强吸水膨胀橡胶,具有优良的力学性能、快速高倍率吸水、吸水后质量损失率低、改性芳纶与橡胶粘合较好等特性。主要研究成果如下:(1)对改性前后的芳纶进行了红外光谱分析和扫描电子显微镜分析。结果表明,芳纶的酰胺键部分水解,芳纶在经过磷酸刻蚀改性后,表面出现许多凹槽和凸起,为改性芳纶与橡胶复合时的界面粘合提供了有利条件。对磷酸刻蚀芳纶的改性条件进行优化,得到最佳反应条件如下:反应温度为55℃,反应时间为2 h,磷酸浓度为30%,此时芳纶与水的接触角为58°。(2)当芳纶用量为4份、吸水树脂用量为60份时,芳纶改性吸水膨胀橡胶综合性能达到最佳,吸水膨胀橡胶的拉伸强度与断裂伸长率分别可达3.91 MPa和163.08%,邵氏硬度提高至75。吸水膨胀橡胶达到吸水平衡时间由21天缩短至6天,并且平衡质量吸水率可达175.34%,质量损失率为12.46%。(3)当改性芳纶用量为4份、吸水树脂用量为60份时,改性芳纶制备的吸水膨胀橡胶综合性能达到最佳,吸水膨胀橡胶的拉伸强度与断裂伸长率分别可达4.38 MPa和312.75%,邵氏硬度提高至75。吸水膨胀橡胶达到吸水平衡的时间由21天缩短至5天,并且平衡质量吸水率可达468.17%,质量损失率仅为7.68%。(4)加入相同组分芳纶与改性芳纶制备吸水膨胀橡胶的力学性能与吸水性能相比,得到如下结论:芳纶在经过磷酸刻蚀改性过程中,芳纶的表皮容易受到磷酸的影响而产生凸起或凹陷,严重时会引起芳纶表皮的脱落,使芳纶强度下降,但形成的凸起或凹陷会增大改性芳纶与橡胶之间的结合力,从而增强吸水膨胀橡胶的拉伸强度;芳纶在经过磷酸刻蚀改性后,可部分生成亲水性基团,与吸水树脂之间可以有较好的粘合作用,加入到吸水膨胀橡胶中的改性芳纶能够更好地作为吸水通路,缩短吸水膨胀橡胶达到吸水平衡状态的时间,提高吸水膨胀橡胶吸水性能,又可以补强橡胶强度。(5)通过采用控制变量法,研究了硫磺、炭黑、PEG-6000对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶力学性能与吸水性能的影响。结果表明:在橡胶中添加过量的硫磺,会使橡胶的交联网络更加致密,严重限制吸水膨胀橡胶的吸水膨胀性能;炭黑作为一种补强剂,在影响吸水膨胀橡胶力学性能的同时,也会对橡胶的吸水性能产生影响;在吸水膨胀橡胶中加入PEG-6000可以增加吸水膨胀橡胶的早期吸水速率,但同时,也将增加橡胶中吸水树脂的析出,造成吸水膨胀橡胶最终吸水膨胀率下降,反复吸水能力减弱,增加吸水膨胀橡胶的质量损失率,在一定程度上影响了吸水膨胀橡胶的重复使用性能。(6)对改性芳纶在吸水膨胀橡胶中的粘合与取向性进行了分析。结果表明,改性芳纶主要是以机械粘合作用与橡胶相粘结,通过双辊筒开炼机的剪切作用,可以使改性芳纶在橡胶中的取向度大于50%,有利于改性芳纶在橡胶中的取向。改性芳纶增强吸水膨胀橡胶具有优良的力学性能、快速高倍率的吸水、吸水后质量损失率低、界面粘合较好等特点。
周晓燕[6](2018)在《高耐盐型遇水膨胀橡胶的制备及其性能研究》文中研究指明论文以丁腈橡胶(NBR)为基体,与双键封端亲水性聚氨酯(PU)活性树脂大分子构建化学交联互穿网络结构,以聚丙烯酰胺(PAM)等为吸水剂,制备出不同类型的高耐盐型遇水膨胀橡胶(WSR)材料。该材料克服了传统WSR材料在高盐矿化水(20×104 mg·L-1)中膨胀倍率低,吸水剂易析出、耐盐性能差和使用寿命短等技术难题。此外,该材料还表现出较好的力学性能、较高的稳定性和较长的使用寿命。材料内部构建的化学交联互穿网络结构降低了吸水剂组分的析出问题,添加的PAM吸水树脂与亲水性PU树脂构建的交联网络的协同作用赋予该材料较好的吸水膨胀行为和耐盐性能。论文围绕研究目标主要开展了以下四部分的研究工作:1.使用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与亲水性PU预聚体反应,成功制备出亲水性双键封端PU活性树脂大分子。研究了PU活性树脂含量对WSR材料性能的影响。结果表明:在自由基引发剂过氧化二异丙苯(DCP)的作用下,双键封端PU活性树脂大分子能够接枝到NBR基体分子主链上,构建出PU/NBR化学交联互穿网络结构;PU/NBR化学交联型WSR材料在20万矿化水环境中质量膨胀倍率能达到1.8倍,且胶片稳定表面光滑。PU/NBR化学交联互穿型WSR材料表现出较好的耐盐性和稳定性,解决了传统WSR材料普遍存在的析出难题。2.加工出PAM/NBR树脂复合型WSR材料,该部分工作研究了PAM树脂含量对WSR材料性能的影响。随着PAM树脂含量的增多,复合型WSR材料亲水剂的析出状况愈加明显。在20万矿化水环境中,复合型WSR材料的质量膨胀倍率达到了3.5倍,表现出较好的耐盐性。然而,PAM吸水树脂突出的析出问题使复合型WSR材料表现出较差的膨胀稳定性。3.加工出PAM和PU活性树脂协同复合型WSR材料,研究了PAM树脂含量对WSR材料性能的影响。结果显示:在矿化度20万水介质中,PU/NBR化学交联协同复合型WSR材料质量膨胀接近3倍,且膨胀后胶片稳定,没有出现吸水树脂析出的现象;PAM/PU预聚体协同复合型WSR材料的质量膨胀达到4倍,且胶片稳定,只出现少量析出。研究表明:PAM和PU活性树脂的协同作用能够提高WSR材料的吸水膨胀倍率,攻克材料在超高矿化水环境中膨胀倍率低的技术难题。4.加工出不饱和亲水单体原位自由基聚合接枝型WSR材料,研究了PU/NBR化学交联网络结构疏密程度和单体原位自由基作用对WSR材料性能的影响。当DCP含量为0.5份时,PU/NBR化学交联协同复合型WSR材料质量膨胀达到了3.5倍,胶体稳定没有出现析出现象;单体原位聚合型WSR材料的质量膨胀倍率相对较低且出现析出和高温回缩现象。研究结果表明:化学交联网络的疏密程度能够影响WSR材料的膨胀倍率,单体原位自由基聚合接枝型WSR材料的膨胀性能尚需深入研究。
方义[7](2017)在《耐高温遇水膨胀橡胶材料的制备与应用研究》文中进行了进一步梳理遇水膨胀橡胶是由各种活性剂、补强填料、吸水树脂、硫化剂以及活性剂和橡胶胶体共混而成,它是一种新型的吸水橡胶。由于其力学物理机械性能较为良好,橡胶遇水膨胀后能够适用于各种各样不同规则的裂缝和缝隙,能够起到封堵止水的作用,常用于土木建设的堵水止水材料和密封材料,但在建筑、汽车、地下道等也应用的很广泛。耐高温遇水膨胀橡胶在常温的水环境中可以获得很高的吸水膨胀率,而且吸水也比较稳定,但是在高温的水环境中,其吸水膨胀不是很稳定,从而其使用寿命减低,因此改善耐高温遇水膨胀橡胶的耐高温性对其在特殊恶劣工程环境中使用具有很重要的实际意义。本文研究的耐高温遇水膨胀橡胶是以氢化丁腈橡胶(HNBR)为基体材料制备的,添加各种助剂而成型的一种橡胶,并研究其力学性能、耐老化性能、高温吸水稳定性能以及对遇水膨胀橡胶的使用寿命预测。在研究耐高温遇水膨胀橡胶的性能影响时,分别研究了补强剂炭黑(CB)、白炭黑(WCB)、增塑剂和促进剂的变量对其性能的影响的变化。通过转矩硫化仪和万能拉伸机研究了遇水膨胀橡胶力学性能的影响,并测试了在常温和80℃水中的吸水性能,最后通过热空气老化测定橡胶选定的断裂伸长率和拉伸强度性能的变化以及达到所要指定的临界值的时间,并利用阿雷尼乌斯方程来推算橡胶的使用寿命。研究表明:白炭黑含量增加,交联密度有所提升,耐高温遇水膨胀橡胶的拉伸强度增加,而硬度也有大幅度提高,高温淡水中耐高温遇水膨胀橡胶的吸水膨胀稳定性降低,其中在一定的量下的WCB/CB的份数比为10:20的时候性能综合最优。炭黑含量增加,交联密度有所下降,拉伸强度下降,断裂伸长率下降,硬度上升,其中一定量下的WCB/CB的份数比为40:0的时候性能综合最优。增塑剂的含量增加,拉伸强度减少、断裂伸长率先增加后减少、硬度没太大变化,其中当增塑剂的含量为2时,其性能综合最优。促进剂的含量增加,拉伸强度先增加后减少、断裂伸长率先减少后增加、硬度没有太大的变化,其中当促进剂的含量为0.5时,其性能综合最优。利用拉伸强度性能性能运用阿累尼乌斯方程图推算出耐高温遇水膨胀橡胶使用寿命为1.5年;利用断裂伸长率性能性能运用阿累尼乌斯方程图推算出耐高温遇水膨胀橡胶使用寿命为18.5年。
吴启浩[8](2016)在《环氧化NBR及吸水膨胀橡胶的制备与性能研究》文中研究指明吸水膨胀橡胶(WSR)作为一种新型功能性高分子,具有弹性密封及遇水膨胀双重止水性的特殊功能,已成为采油领域、基础工程变形缝、水坝嵌缝、各种管道接头密封等处密封防水的理想材料,具有广阔的应用前景,提高其综合性能具有重要的意义。本文选用丁腈橡胶(NBR)为主要基体,研究了吸水树脂聚丙烯酸钠(PAAS)的粒径、填料(炭黑、白炭黑、炭黑与白炭黑并用)和聚氨酯预聚体对吸水膨胀橡胶的吸水和物理机械性能的影响;另一方面,以三氧化钼作为催化剂,叔丁基过氧化氢为氧化剂,反应制备环氧化丁腈橡胶(ENBR),同时将得到的ENBR与NBR以不同比例并用,制备吸水膨胀橡胶,研究ENBR对吸水膨胀橡胶的物理机械性能和吸水性能的影响。采用红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱、热重分析等手段对ENBR和吸水膨胀橡胶进行结构表征和性能分析。研究发现,随着吸水树脂的粒径减小,WSR的最大质量增加率和吸水速率增加,而质量损失率则呈现增大的趋势,反复吸水性能降低;随着吸水树脂的粒径减少,硫化胶的拉伸强度和撕裂强度基本不变,而断裂伸长率则出现下降,当吸水树脂为300目时,吸水效果较好。从填料体系来看,当采用炭黑单用的填充体系时,随着炭黑用量的增加,WSR的吸水速率和最大质量增加率降低,反复吸水性能改善,质量损失率减少,力学性能改善,但断裂伸长率降低。当采用白炭黑单用填充体系时,随着白炭黑用量的增加,WSR的最大质量增加率和吸水速率增加,而质量损失率增大,反复吸水性能降低;力学性能方面有改善,但差于单独使用炭黑。当采用白炭黑/炭黑并用填充体系时,随着白炭黑比例增大,WSR的最大质量增加率和吸水速率增加,而质量损失率增大,反复吸水性能降低;随着炭黑比例增大,硫化胶的拉伸强度和撕裂强度提高,断裂伸长率降低;当白炭黑/炭黑为30/10时,WSR综合性能良好,最大质量增加率为75%,拉伸强度为10.5MPa,质量损失率为8.8%。选用聚氨酯预聚体作为吸水促进剂,在白炭黑/炭黑为30/10的WSR中,随着聚氨酯预聚体用量的增多,WSR的吸水膨胀率先增加后减少,质量损失率则呈现出增大的趋势;随着聚氨酯预聚体用量的增加,硫化胶的拉伸强度先增加后减少,在聚氨酯预聚体用量为10份时,WSR的拉伸强度出现最大值,为12.5MPa,撕裂强度则随着聚氨酯预聚体用量的增加而降低。由此采用目数为300目的吸水树脂,30份白炭黑、10份炭黑和10份聚氨酯预聚体时,WSR综合性能良好。通过红外光谱发现ENBR的谱图上出现环氧基特征峰,XPS显示,ENBR的O元素含量相比NBR从2.88%提高到5.89%,通过环氧值的测定分析可知,随着反应温度的增大和反应时间的延长,ENBR的环氧化程度增大,当反应温度在80℃时,最大环氧值达到5%。与NBR相比,环氧化后的NBR的分解温度向低温方向移动,最大热失重速率温度由476℃降低到468℃。采用ENBR与NBR并用制备吸水膨胀橡胶的研究结果表明,随着ENBR的用量增大,WSR胶料的MH、ML、△M、t10t90都逐渐增加。随着ENBR的用量增大,硫化胶的拉伸强度先增大而后下降,当NBR:ENBR为75:25时,拉伸强度达到最大值,为13.1MPa;100%定伸应力和硬度随着ENBR的比例增大而增大,断裂伸长率随着ENBR的比例增大而降低,撕裂强度则介于单用NBR和单用ENBR硫化胶之间。随着ENBR的比例增大,WSR的吸水质量增加率和吸水速率先增大后下降,当NBR:ENBR为25:75时,质量增加率最大,为172%,质量增加率比单纯的NBR提高了13%;在反复吸水过程中,随着ENBR的比例增大,WSR的反复吸水能力提高;当NBR/ENBR配比为25/75时,质量损失率最少,为7.7%。
王君[9](2016)在《NBR基吸水膨胀弹性体的制备及改性研究》文中指出吸水膨胀弹性体或吸水膨胀橡胶(WSR)是一种具有弹性密封和吸水膨胀特性的功能弹性材料体性能,被广泛用于嵌缝、密封间隙和防水材料等方面。WSR通常将弹性基体、高吸水树脂和其他添加剂等通过多元物理共混制备。由于亲水性吸水树脂和疏水性弹性基体的特性,吸水树脂在基体内部易聚集,分散性差,使得体系稳定性、吸水能力、机械性能和长期保水性等变差,很大地限制了WSR的实际应用。因此如何提高吸水性树脂和弹性基体的相容性是实际应用中必须解决的关键问题。本文采用将吸水树脂交联聚丙烯酸钠(CSP)、丁腈橡胶(NBR)、无机填料和其他添加剂进行物理共混和橡胶硫化工艺制得了WSR,通过介质浸泡、力学性能测试、热失重试验、热老化试验、红外光谱和扫描电镜等表征和考察了WSR组分对其膨胀行为、形态结构和力学性能的影响。主要研究内容如下:1.无机填料通常是橡胶类制品的必需组分,对橡胶制品的力学性能性能有着关键性作用。本文采用结构不同的OMMT和纳米氧化硅作为CSP/NBR的补强相,对比分析了两种无机填料对CSP/NBR结构与性能的影响。研究表明,添加OMMT和Si02提高了CSP/NBR I吸水前后的力学性能、吸水能力、耐老化性和结构稳定性,对橡胶中吸水树脂的分散性也有一定的改善。添加OMMT更有助于提高CSP/NBR吸水后的力学性能,且耐老化性能更好。2.通过将制得的OMMT/CSP/NBR(30/100/100)浸泡于不同的温度、盐浓度和pH值溶液中,考察了浸泡膨胀介质环境对WSR吸水行为的影响。结果表明,40℃以下升高浸泡温度可提高WSR的吸水速率,但40℃以上的浸泡温度加快了橡胶中吸水树脂的脱附,不利于吸水率的持续升高。溶液盐浓度增加会显着降低WSR的吸水率和吸水速率,即使在80℃高温盐溶液中,WSR的吸水速率仍很低,且吸水率低于100%。溶液的酸性或碱性增加均会降低WSR的吸水率。pH值为7时,WSR获得较高的吸水率3.为提高吸水树脂与橡胶基体的相容性,本文制备了相应的增容剂丙烯酰胺与丁腈橡胶的接枝共聚物(P(NBR-g-AM)),从力学性能、吸水能力和结构形貌等方面讨论了P(NBR-g-AM)含量对WSR的增容作用。结果表明,添加增容剂P(NBR-g-AM)提高了WSR组分间的相容性,降低了其吸水后的质量损失率,使得WSR的力学性能和吸水性能进一步提高,当P(NBR-g-AM)含量为30%时综合性能较好。此外,添加具有酰胺基团的增容剂提高了WSR在不同浸泡膨胀介质环境(温度、pH值和盐溶液等)中的吸水能力。
胡晓云[10](2016)在《耐盐型遇水膨胀橡胶的制备与性能》文中认为论文采用聚氨酯(PU)树脂逐步代替如今市场上常用的高吸水性聚丙烯酸钠树脂(SAP),与丁腈橡胶(NBR)及氢化丁腈橡胶(HNBR),通过化学接枝取代普通共混的新型实验方案,实现了对遇水膨胀橡胶(WSR)的综合力学性能、吸水性能及耐盐性的改性,提高了遇水膨胀橡胶的弹性和强度,改善了遇水膨胀橡胶在矿化度水中的膨胀性能,并能经受住循环浸泡,析出极低。主要从以下三个部分对本论文进行阐述。1、成功合成出了遇水膨胀型聚氨酯树脂,讨论了聚乙二醇(PEG)分子量和异氰酸酯种类对聚氨酯树脂硬度、吸水性能及在不同矿化度介质水中膨胀性能的影响。结果显示:以PEG(6000)合成出的PU树脂比PEG(4000)的硬度高,吸水性能高,但膨胀后较脆。采用甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料合成的PU树脂比异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)吸水性能和耐盐性更好,但试片硬度高透明度不好。相较之下PEG(4000)与TDI反应时,综合性能最好。并加工了耐盐型遇水膨胀丁腈橡胶。以聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯为原料,用逐步聚合反应法制备出吸水性聚氨酯(PU)大分子反应型树脂,该树脂再与丁腈橡胶通过自由基反应制备出聚乙二醇接枝丁腈橡胶(NBR)主链的新型耐盐型遇水膨胀橡胶(WSR)。研究了PU用量、聚丙烯酸钠(SAP)用量对WSR力学性能和最大质量膨胀倍率(ΔWe)的影响。结果表明,随着吸水树脂中PU相对含量的升高及SAP相对含量的下降,WSR力学性能提高,ΔWe增大。在不添加小料且PU含量在150份时,制备的WSR不存在吸水剂析出现象且吸水膨胀倍率稳定在3.6倍左右,并表现出较好的耐盐性。2、加工出聚氨酯和丁腈橡胶接枝型遇水膨胀橡胶,主要研究橡胶的重复使用情况。先用逐步聚合反应法以聚乙二醇(PEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等为原料制备出吸水性聚氨酯大分子反应型树脂(PU)。该树脂与丁腈橡胶(NBR)混合,制备出PEG接枝NBR主链的新型耐盐型遇水膨胀橡胶(WSR)。论文研究了PU用量、聚丙烯酸钠(SAP)用量、过氧化二异丙苯(DCP)用量及循环浸泡次数对WSR力学性能和最大质量膨胀倍率(ΔWe)的影响。研究结果表明,随着吸水树脂中PU树脂相对含量的升高,WSR力学性能提高,ΔWe增大。当PU完全代替SAP时,DCP含量越高其力学性能及ΔWe越低,当DCP含量为2份时ΔWe保持在2.04倍以上,WSR的重复吸水膨胀倍率保持在98%以上。3、加工出聚氨酯和氢化丁腈橡胶接枝型遇水膨胀橡胶,用氢化丁腈橡胶替换丁腈橡胶,与聚氨酯树脂化学接枝得到新的遇水膨胀橡胶。发现聚乙二醇分子量4000合成的树脂加入橡胶中综合性能尤其是力学性能比由分子量为6000合成的聚氨酯树脂加工的橡胶更优异。遇水膨胀橡胶吸水性能差距不大。
二、遇水膨胀橡胶的吸水膨胀和力学性能研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、遇水膨胀橡胶的吸水膨胀和力学性能研究(论文提纲范文)
(1)给水管道智能套筒设计及其修复漏损管道的试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 研究的目的和意义 |
1.2 给水管道修复技术研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 给水管道修复材料研究进展 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 课题来源及主要研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 主要研究内容 |
第2章 试验材料与方法 |
2.1 试验材料与设备 |
2.1.1 试验材料与药品 |
2.1.2 试验仪器 |
2.1.3 试验系统 |
2.2 试验方法与检测指标 |
2.2.1 吸水膨胀橡胶合成方法 |
2.2.2 吸水膨胀橡胶材料结构表征方法 |
2.2.3 吸水膨胀橡胶材料性能表征方法 |
第3章 智能套筒结构与优化 |
3.1 智能套筒结构设计 |
3.1.1 智能套筒外形设计 |
3.1.2 智能套筒壁厚计算 |
3.1.3 智能套筒连接螺栓计算 |
3.2 数据传输传感器比选 |
3.2.1 光纤光栅传感器 |
3.2.2 电容式传感器 |
3.2.3 压电薄膜传感器 |
3.3 数据传输系统布置方式设计 |
3.4 智能套筒结构强度测试 |
3.5 本章小结 |
第4章 水激活性材料合成 |
4.1 水激活性材料基材比选 |
4.1.1 NBR丁腈橡胶 |
4.1.2 CR氯丁橡胶 |
4.1.3 NR天然橡胶 |
4.2 水激活性材料合成与优化 |
4.2.1 NBR亲水改性处理 |
4.2.2 WSR混炼胶制备 |
4.2.3 硫化曲线确定及橡胶硫化过程 |
4.3 本章小结 |
第5章 水激活性材料性能表征 |
5.1 水激活性材料物理性能分析 |
5.1.1 拉伸性能 |
5.1.2 撕裂性能 |
5.1.3 抗水压能力 |
5.2 水激活性材料化学性能分析 |
5.2.1 WSR吸水率测试及质量损失率测试 |
5.2.2 WSR耐候性能测试 |
5.2.3 WSR耐化学介质性能测试 |
5.3 水激活性材料浸水水质安全性分析 |
5.3.1 对于水质常规指标的影响 |
5.3.2 硫化物及锌元素残留 |
5.4 本章小结 |
第6章 智能套筒修复管道漏损试验 |
6.1 智能套筒静态加压试验 |
6.1.1 静态加压试验方法设计 |
6.1.2 静态加压试验结果分析 |
6.2 智能套筒动态通水试验 |
6.2.1 动态通水试验方法设计 |
6.2.2 动态通水试验结果分析 |
6.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(2)反应复合型遇水膨胀橡胶的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 遇水膨胀橡胶(WSR)简介 |
1.2 WSR的制备材料 |
1.2.1 橡胶基体材料 |
1.2.2 高吸水性聚合物(SAP) |
1.3 遇水膨胀的机理 |
1.4 遇水膨胀橡胶的膨胀性能的影响因素 |
1.4.1 填料的影响 |
1.4.2 互穿网络的影响 |
1.4.3 环境的影响 |
1.4.4 橡胶基体材料的影响 |
1.4.5 机械搅拌对膨胀性能的影响 |
1.5 WSR的制备方法 |
1.5.1 物理方法 |
(1)机械共混法 |
(2)乳液共混 |
1.5.2 化学方法 |
(1)接枝聚合 |
(2)相容剂的使用 |
(3)原位聚合法 |
(4)互穿聚合物网络(IPN)技术 |
1.6 国内外WSR的发展现状 |
1.6.1 国外发展现状 |
1.6.2 国内发展现状 |
1.7 课题的研究内容 |
第二章 4,4'-二异氰酸酯二苯基甲烷(MDI)改性复合型遇水膨胀橡胶的制备和性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原料和仪器 |
2.2.2 新型WSR的制备 |
2.2.3 不同矿化度水的配制 |
2.2.4 性能测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 MDI改性复合材料的红外光谱 |
2.3.2 MDI改性复合材料的膨胀性能 |
2.3.3 MDI对力学性能影响 |
2.3.4 MDI改性复合材料的稳定性 |
2.3.5 橡胶基体对WSR的力学性能影响 |
2.3.6 橡胶基体对WSR膨胀行为的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 亲水型聚氨酯预聚体反应复合型WSR的制备和性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原料和仪器 |
3.2.2 PU接枝PAM的反应原理 |
3.2.3 HEMA@PU的制备及其交联接枝HNBR的原理 |
3.2.4 semi-HEMA@PU的制备及其反应复合原理 |
3.2.5 化学交联型WSR的制备 |
3.2.6 性能测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 PU改性对WSR的力学性能的影响 |
3.3.2 PU改性对WSR的膨胀行为的影响 |
3.3.3 全封端HEMA@PU/ WSR的红外光谱 |
3.3.4 全封端HEMA@PU对 WSR的力学性能的影响 |
3.3.5 全封端HEMA@PU对 WSR的力学性能的影响 |
3.3.6 全封端HEMA@PU制备的WSR的稳定性 |
3.3.7 半封端semi-HEMA@PU/ WSR的红外光谱 |
3.3.8 半封端semi-HEMA@PU对 WSR膨胀性能的影响 |
3.3.9 半封端semi-HEMA@PU对 WSR力学性能的影响 |
3.3.10 半封端semi-HEMA@PU/ WSR的稳定性 |
3.4 本章小结 |
第四章 片层粒子对改性PU/WSR的延迟膨胀性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 原料和仪器 |
4.2.2 semi-HEMA@PU的制备 |
4.2.3 WSR的制备 |
4.2.4 塔河油田模拟水的制备 |
4.2.5 特征分析 |
4.2.6 机械性能测试 |
4.2.7 膨胀行为测试 |
4.2.8 延迟膨胀机理 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 片层粒子复合型DWSR的微观形貌 |
4.3.2 片层粒子复合型DWSR的红外光谱 |
4.3.3 片层粒子复合型DWSR的膨胀行为 |
4.3.4 片层粒子复合型DWSR的力学性能 |
4.3.5 片层粒子复合型DWSR浸泡后的抗拉强度 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与或完成的课题 |
(3)丙烯酸盐注浆材料堵漏特性试验研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 地下工程渗漏水类型 |
1.1.2 渗漏水的危害 |
1.1.3 地下结构渗漏水产生原因 |
1.1.4 城市地下工程渗漏水的治理 |
1.2 注浆堵漏 |
1.2.1 注浆堵漏材料 |
1.2.2 丙烯酸盐注浆材料 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 丙烯酸盐注浆材料 |
1.3.2 丙烯酸盐注浆材料的其他应用 |
1.3.3 丙烯酸盐耐久性的研究 |
1.3.4 混凝土结构渗漏水治理后的加固 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 研究思路 |
2 丙烯酸盐注浆材料基本性质试验研究 |
2.1 丙烯酸盐注浆材料 |
2.1.1 丙烯酸盐的浆液成分及反应机理 |
2.1.2 丙烯酸盐注浆材料基本性质 |
2.1.3 丙烯酸盐注浆材料堵水防渗机理 |
2.2 浆液的基本性质 |
2.2.1 注浆材料经济指标及使用说明 |
2.2.2 浆液的基本性质 |
2.3 固化物基本物理力学性能 |
2.3.1 试验的设计与过程 |
2.3.2 试验结果 |
2.4 固化物遇水膨胀特性 |
2.4.1 试验设计与过程 |
2.4.2 试验结果与分析 |
2.5 固化物失水收缩特性 |
2.5.1 试验设计与过程 |
2.5.2 试验结果与分析 |
2.5.3 干缩过程对固化物自由膨胀特性的影响 |
2.6 固化物的变形能力及交界面粘结性能 |
2.6.1 固化物的延伸率及与混凝土界面粘接性能 |
2.6.2 前后间隔注浆材料界面胶结性能 |
2.7 表面微观形貌特征分析 |
2.7.1 扫描电镜(SEM)技术 |
2.7.2 固化物表面微观形貌分析 |
2.7.3 交界面微观形貌分析 |
2.8 本章小结 |
3 丙烯酸盐注浆材料耐久性试验研究 |
3.1 影响丙烯酸盐耐久性的因素 |
3.2 干湿循环对丙烯酸盐注浆材料耐久性能的影响 |
3.2.1 试验设计与过程 |
3.2.2 试验结果与分析 |
3.3 冻融循环对丙烯酸盐注浆材料耐久性能的影响 |
3.3.1 试验的设计及方法 |
3.3.2 试样的制备 |
3.3.3 试验方法可行性验证 |
3.3.4 试验过程 |
3.3.5 试验结果与分析 |
3.4 丙烯酸盐注浆材料老化试验 |
3.4.1 试验原理 |
3.4.2 实验方案 |
3.4.3 实验设备 |
3.4.4 试样制备与试验过程 |
3.4.5 试验结果与分析 |
3.5 丙烯酸盐注浆材料老化模型 |
3.5.1 橡胶材料老化模型 |
3.5.2 老化模型建立及回归分析 |
3.6 老化过程固化物表面微观形貌变化 |
3.6.1 试验设计 |
3.6.2 试样制备与试验过程 |
3.6.3 试验结果与分析 |
3.7 本章小结 |
4 丙烯酸盐注浆材料现场应用试验研究 |
4.1 施工工艺 |
4.1.1 施工准备 |
4.1.2 施工过程 |
4.2 模型试验 |
4.2.1 变形缝渗漏水治理 |
4.2.2 混凝土结构裂缝渗漏水治理 |
4.3 现场应用试验 |
4.3.1 工程概况 |
4.3.2 渗漏水情况 |
4.3.3 注浆堵漏施工 |
4.3.4 效果评价 |
4.4 本章小结 |
5 渗漏水治理后的加固措施设计 |
5.1 结构裂缝堵水加固措施 |
5.1.1 纤维复合材料(FRP) |
5.1.2 加固措施设计 |
5.2 变形缝堵水加固措施 |
5.3 堵漏加固措施的极限加载试验 |
5.3.1 极限加载试验模拟系统 |
5.3.2 堵水加固措施极限加载模拟试验 |
5.4 本章小结 |
6 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 本文不足与展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)耐温耐盐遇水膨胀橡胶堵剂的制备与性能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
论文中使用的符号缩写说明 |
1 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 WSR概述 |
1.3 WSR的构成组分 |
1.3.1 橡胶基体 |
1.3.2 吸水性树脂 |
1.3.3 炭黑 |
1.3.4 交联剂 |
1.4 WSR的制备方法 |
1.4.1 物理共混法 |
1.4.2 化学接枝法 |
1.5 WSR吸水机理 |
1.6 WSR的性能及应用 |
1.7 油田堵水深部调剖技术概述 |
1.8 课题研究内容 |
2 NBR基体共价交联型遇水膨胀橡胶的制备与性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原料 |
2.2.2 仪器和设备 |
2.2.3 矿化水的配制 |
2.2.4 WSR的制备 |
2.2.5 物理复合型WSR的制备 |
2.2.6 共价交联型WSR的制备 |
2.2.7 测试表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 PU和封端型PU的红外光谱分析 |
2.3.2 共价交联型WSR反应原理 |
2.3.3 NBR的热稳定性分析 |
2.3.4 物理复合型WSR和共价交联型WSR的力学性能比较 |
2.3.5 物理复合型WSR和共价交联型WSR的吸水膨胀行为比较 |
2.3.6 矿化度对橡胶吸水膨胀行为的影响 |
2.3.7 温度对橡胶吸水膨胀行为的影响 |
2.3.8 交联密度对橡胶吸水膨胀行为的影响 |
2.3.9 炭黑份数对橡胶力学性能的影响 |
2.3.10 炭黑份数对橡胶吸水膨胀行为的影响 |
2.4 本章小结 |
3 HNBR基体共价交联型遇水膨胀橡胶的制备与性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原料 |
3.2.2 仪器和设备 |
3.2.3 矿化水的配制 |
3.2.4 HNBR为基体的共价交联型WSR的制备 |
3.2.5 测试表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 共价交联型WSR反应原理 |
3.3.2 HNBR的热稳定性分析 |
3.3.3 WSR断面的SEM分析 |
3.3.4 变温力学性能 |
3.3.5 温度对橡胶吸水膨胀行为的影响 |
3.3.6 矿化度对橡胶吸水膨胀行为的影响 |
3.3.7 橡胶基体对WSR力学性能的影响 |
3.3.8 橡胶基体对WSR吸水膨胀行为的影响 |
3.4 本章小结 |
4 遇水膨胀橡胶堵剂的制备与封堵行为评价 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 原料 |
4.2.2 仪器和设备 |
4.2.3 矿化水的配制 |
4.2.4 新型橡胶堵剂的制备 |
4.2.5 共价交联型WSR的制备 |
4.2.6 水性聚氨酯乳液的制备 |
4.2.7 新型橡胶堵剂的裂缝岩心物理模拟实验评价 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 炭黑份数对橡胶堵剂吸水膨胀行为的影响 |
4.3.2 橡胶试片和堵剂粒子在塔河模拟水中吸水膨胀行为的对比 |
4.3.3 不同橡胶基体的堵剂粒子在塔河模拟水中吸水膨胀性能的规律 |
4.3.4 交联密度对堵剂粒子在塔河模拟水中吸水膨胀性能的影响 |
4.3.5 用水性聚氨酯乳液包覆的堵剂粒子在塔河模拟水中的吸水膨胀行为 |
4.3.6 橡胶堵剂的裂缝封堵效果 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与课题 |
(5)芳纶增强型吸水膨胀橡胶的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.1.1 吸水膨胀橡胶简介 |
1.1.2 吸水膨胀橡胶的制备及应用 |
1.1.3 吸水膨胀橡胶改性研究进展 |
1.2 短纤维改性橡胶复合材料的发展概况 |
1.2.1 短纤维的种类 |
1.2.2 短纤维增强的特点 |
1.2.3 短纤维在橡胶复合材料中的取向方法 |
1.2.4 纤维取向对复合材料的影响 |
1.3 芳纶的结构与改性研究进展 |
1.3.1 芳纶的结构特性 |
1.3.2 芳纶的改性方法 |
1.4 课题的目的及意义 |
1.4.1 课题研究的目的及意义 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验原料及试剂 |
2.2 实验设备及仪器 |
2.3 改性芳纶的制备及表征 |
2.3.1 改性芳纶的制备 |
2.3.2 改性芳纶的表征 |
2.4 吸水膨胀橡胶的制备与性能测试 |
2.4.1 吸水膨胀橡胶的制备 |
2.4.2 吸水膨胀橡胶的力学性能与吸水性能测试 |
第3章 芳纶改性的研究 |
3.1 超声处理对芳纶结构的影响 |
3.2 磷酸改性对芳纶结构的影响 |
3.2.1 磷酸改性芳纶的红外光谱表征 |
3.2.2 磷酸改性芳纶的表面形貌分析 |
3.3 磷酸改性芳纶对芳纶亲水性的影响 |
3.4 改性条件对芳纶改性吸水膨胀橡胶力学性能的影响 |
3.4.1 浓度对磷酸改性芳纶增强橡胶力学性能的影响 |
3.4.2 反应温度对磷酸改性芳纶增强橡胶力学性能的影响 |
3.4.3 反应时间对磷酸改性芳纶增强橡胶力学性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 芳纶改性吸水膨胀橡胶的性能研究 |
4.1 芳纶改性吸水膨胀橡胶力学性能的研究 |
4.1.1 芳纶含量对吸水膨胀橡胶力学性能的影响 |
4.1.2 吸水树脂含量对吸水膨胀橡胶力学性能的影响 |
4.2 改性芳纶对吸水膨胀橡胶力学性能的研究 |
4.2.1 改性芳纶含量对吸水膨胀橡胶力学性能的影响 |
4.2.2 吸水树脂含量对吸水膨胀橡胶力学性能的影响 |
4.3 芳纶对吸水膨胀橡胶吸水性能的研究 |
4.3.1 芳纶含量对吸水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
4.3.2 吸水树脂含量对吸水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
4.4 改性芳纶对吸水膨胀橡胶吸水性能的研究 |
4.4.1 改性芳纶含量对吸水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
4.4.2 吸水树脂含量对吸水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 其他助剂对改性芳纶增强吸水橡胶性能的影响 |
5.1 硫磺对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶性能的研究 |
5.1.1 硫磺含量对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶力学性能的影响 |
5.1.2 硫磺含量对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
5.2 炭黑对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶性能的研究 |
5.3 PEG-6000对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶性能的影响 |
5.3.1 PEG-6000对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶力学性能的影响 |
5.3.2 PEG-6000对改性芳纶增强吸水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 芳纶在吸水膨胀橡胶中取向性能的研究 |
6.1 纤维增强型复合材料的可设计性 |
6.2 改性芳纶/橡胶体系界面分析 |
6.3 芳纶增强吸水膨胀橡胶的取向程度 |
6.4 本章小结 |
第7章 全文总结 |
参考文献 |
攻读硕士期间已发表的论文 |
致谢 |
(6)高耐盐型遇水膨胀橡胶的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 遇水膨胀橡胶材料简介 |
1.2.1 橡胶基体的选择 |
1.2.2 亲水剂组分的选择 |
1.3 WSR材料的作用机理和分类 |
1.3.1 WSR材料的吸水机理 |
1.3.2 WSR材料耐受高矿化度原理 |
1.3.3 WSR材料的分类 |
1.4 WSR的制备方法 |
1.4.1 物理共混法 |
1.4.2 化学接枝法 |
1.5 课题研究内容 |
2 PU/NBR互穿交联网络型WSR材料的制备与性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要实验仪器和原料 |
2.2.2 双键封端的PU活性树脂大分子的制备 |
2.2.3 PU/NBR互穿交联网络型WSR材料的制备 |
2.3 结构表征与性能测试 |
2.3.1 红外光谱分析 |
2.3.2 差示扫描量热(DSC)分析 |
2.3.3 物理机械性能测试 |
2.3.4 吸水膨胀性能测试 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 PU活性树脂的结构表征与硫化温度检测 |
2.4.2 PU含量对WSR材料力学性能的影响 |
2.4.3 PU含量对WSR材料膨胀动力学行为的影响 |
2.5 本章小结 |
3 PAM/NBR复合型WSR材料的制备与性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要实验仪器和原料 |
3.2.2 PAM/NBR复合型WSR材料的制备 |
3.3 表征与测试 |
3.3.1 物理机械性能测试 |
3.3.2 吸水膨胀性能测试 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 PAM含量对WSR材料力学性能的影响 |
3.4.2 PAM含量对WSR材料膨胀动力学行为的影响 |
3.5 本章小结 |
4 PAM/PU协同复合型WSR材料的制备与性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要实验仪器和原料 |
4.2.2 PAM/PU协同复合型WSR的制备 |
4.3 表征与测试 |
4.3.1 物理机械性能测试 |
4.3.2 吸水膨胀性能测试 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 PAM含量对协同复合型WSR材料力学性能的影响 |
4.4.2 PAM含量对协同复合型WSR材料膨胀动力学行为的影响 |
4.5 本章小结 |
5 协同复合型与单体原位聚合型WSR材料的性能对比探究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 主要实验仪器和原料 |
5.2.2 协同复合型与单体原位聚合型WSR材料的的制备 |
5.3 表征与测试 |
5.3.1 物理机械性能测试 |
5.3.2 吸水膨胀性能测试 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 DCP含量对协同复合型WSR材料力学性能的影响 |
5.4.2 DCP含量对协同复合型WSR材料膨胀动力学行为的影响 |
5.4.3 单体种类对原位聚合型WSR材料膨胀动力学行为的影响 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文、获奖情况及参与课题 |
(7)耐高温遇水膨胀橡胶材料的制备与应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 前言 |
1.2 橡胶的概述 |
1.2.1 合成橡胶 |
1.2.2 生橡胶、塑炼橡胶、混炼橡胶和硫化橡胶 |
1.2.3 橡胶的分子结构 |
1.3 遇水膨胀橡胶的简介 |
1.3.1 遇水膨胀橡胶的吸水机理 |
1.3.2 耐高温遇水膨胀橡胶的制备 |
1.4 氢化丁腈橡胶的简介 |
1.4.1 氢化丁腈橡胶的增塑体系 |
1.4.2 氢化丁腈橡胶的补强体系 |
1.4.3 氢化丁腈橡胶的硫化体系 |
1.5 耐高温遇水膨胀橡胶的寿命预测 |
1.5.1 橡胶的老化 |
1.5.2 耐高温遇水膨胀橡胶的寿命预测 |
1.6 本实验的意义及主要研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 主要原料 |
2.2 主要设备 |
2.3 试样制备 |
2.3.1 耐高温遇水膨胀橡胶的制备 |
2.4 性能测试与表征 |
2.4.1 硫化特性的测试 |
2.4.2 力学性能的测试 |
2.4.3 吸水性能测试 |
2.4.4 老化性能测试 |
2.4.5 寿命预测 |
第3章 补强剂对耐高温遇水膨胀橡胶的影响 |
3.1 前言 |
3.2 白炭黑对耐高温遇水膨胀橡胶性能的影响 |
3.2.1 实验配方 |
3.2.2 白炭黑对耐高温遇水膨胀橡胶老化前后的力学性能的影响 |
3.2.3 白炭黑对耐高温遇水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
3.3 炭黑对耐高温遇水膨胀橡胶性能的影响 |
3.3.1 实验配方 |
3.3.2 炭黑对耐高温遇水膨胀橡胶老化前后的力学性能的影响 |
3.3.3 炭黑对耐高温遇水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
3.4 小结 |
第4章 增塑剂和促进剂对耐高温遇水膨胀橡胶的影响 |
4.1 前言 |
4.1.1 促进剂的并用 |
4.2 增塑剂对耐高温遇水膨胀橡胶的影响 |
4.2.1 实验配方 |
4.2.2 DBP对耐高温遇水膨胀橡胶老化前后力学性能的影响 |
4.2.3 DBP对耐高温遇水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
4.3 促进剂DM对耐高温遇水膨胀橡胶的影响 |
4.3.1 实验配方 |
4.3.2 促DM对耐高温遇水膨胀橡胶老化前后力学性能的影响 |
4.3.3 促进剂DM对耐高温遇水膨胀橡胶吸水性能的影响 |
4.4 小结 |
第5章 耐高温遇水膨胀橡胶的寿命预测 |
5.1 前言 |
5.2 实验配方 |
5.3 拉伸强度临界值的选择 |
5.4 使用拉伸强度性能的寿命预测 |
5.5 断裂伸长率临界值的选择 |
5.6 使用断裂伸长率性能的寿命预测 |
5.7 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
硕士期间科研成果 |
致谢 |
(8)环氧化NBR及吸水膨胀橡胶的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 吸水树脂概述 |
1.2.1 吸水树脂结构 |
1.2.2 吸水树脂聚合方法 |
1.3 吸水膨胀橡胶的吸水机理 |
1.4 吸水膨胀橡胶的制备方法 |
1.4.1 物理共混法 |
1.4.2 化学接枝法 |
1.5 本课题的研究目的及研究内容 |
1.5.1 研究目的和意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 共混型吸水膨胀橡胶的制备 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料与仪器 |
2.2.2 试样制备 |
2.2.3 表征测试方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 吸水树脂的粒径对WSR性能的影响 |
2.3.2 炭黑用量对WSR性能的影响 |
2.3.3 白炭黑对WSR性能的影响 |
2.3.4 白炭黑/炭黑并用对WSR性能的影响 |
2.3.5 聚氨酯预聚体用量对WSR性能的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 环氧化NBR的制备及其对吸水膨胀橡胶性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料与仪器 |
3.2.2 环氧化丁腈橡胶的制备 |
3.2.3 混炼胶试样的制备 |
3.2.4 表征测试方法 |
3.3 ENBR的制备及结构表征 |
3.3.1 ENBR环氧值的测定 |
3.3.2 热重分析 |
3.3.3 红外光谱分析 |
3.3.4 X射线光电子能谱分析 |
3.4 ENBR对吸水膨胀橡胶性能的影响 |
3.4.1 ENBR对WSR硫化性能的影响 |
3.4.2 ENBR对WSR力学性能的影响 |
3.4.3 ENBR对WSR吸水性能的影响 |
3.4.4 扫描电镜图分析 |
3.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(9)NBR基吸水膨胀弹性体的制备及改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 WSR吸水膨胀原理 |
1.3 WSR的分类 |
1.3.1 化学接枝型WSR |
1.3.2 物理共混型WSR |
1.4 WSR组分对性能的影响 |
1.4.1 基体材料对WSR性能的影响 |
1.4.2 亲水组分对WSR性能的影响 |
1.4.3 增容剂对WSR性能的影响 |
1.4.4 补强剂对WSR性能的影响 |
1.5 WSR研究应用中存在的问题 |
1.6 丁腈橡胶的概况 |
1.7 论文研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验主要仪器及设备 |
2.3 实验方法 |
2.4 性能测试及表征 |
第3章 纳米SiO_2对CSP/NBR结构及性能的影响 |
3.1 前言 |
3.2 分析与讨论 |
3.2.1 力学性能分析 |
3.2.2 吸水性能分析 |
3.2.3 纳米SiO_2含量对WSR质量损失率的影响 |
3.2.4 形貌观察 |
3.2.5 纳米SiO_2对CSP/NBR耐老化性能的影响 |
3.2.6 TG分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 OMMT对CSP/NBR结构及性能的影响 |
4.1 前言 |
4.2 分析与讨论 |
4.2.1 力学性能分析 |
4.2.2 吸水性能分析 |
4.2.3 OMMT含量对WSR质量损失率的影响 |
4.2.4 形貌观察 |
4.2.5 OMMT对CSP/NBR耐老化性能的影响 |
4.2.6 TG分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 浸泡膨胀介质环境对WSR吸水溶胀行为的影响 |
5.1 前言 |
5.2 分析与讨论 |
5.2.1 浸泡温度对WSR吸水性能的影响 |
5.2.2 浸泡温度对WSR形貌结构的影响 |
5.2.3 25℃下盐溶液浓度对WSR吸水性能的影响 |
5.2.4 80℃下盐溶液浓度对WSR吸水性能的影响 |
5.2.5 溶液pH值对WSR吸水性能的影响 |
5.3 本章小结 |
第6章 P(NBR-g-AM)对WSR结构与性能的影响 |
6.1 前言 |
6.2 分析与讨论 |
6.2.1 FTIR分析 |
6.2.2 P(NBR-g-AM)含量对WSR力学性能的影响 |
6.2.3 P(NBR-g-AM)含量对WSR吸水性能的影响 |
6.2.4 P(NBR-g-AM)含量对WSR质量损失率的影响 |
6.2.5 P(NBR-g-AM)对WSR形貌结构的影响 |
6.2.6 P(NBR-g-AM)对WSR在不同条件下吸水率的影响 |
6.3 本章小结 |
第7章 全文总结 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
(10)耐盐型遇水膨胀橡胶的制备与性能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
论文中使用的符号说明 |
1 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 亲水性聚氨酯树脂 |
1.2.1 聚氨酯树脂概述 |
1.2.2 聚氨酯树脂合成原料及方法 |
1.3 亲水性聚氨酯材料 |
1.4 遇水膨胀橡胶 |
1.4.1 遇水膨胀橡胶的加工方法 |
1.4.2 橡胶基体 |
1.4.3 高吸水树脂简介 |
1.5 现阶段遇水膨胀橡胶仍存在的问题 |
1.6 课题的研究内容 |
2 遇水膨胀橡胶的制备与性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 主要设备和仪器 |
2.2.3 聚氨酯反应树脂的制备 |
2.2.4 树脂型遇水膨胀橡胶的加工 |
2.2.5 化学接枝型遇水膨胀橡胶的加工 |
2.3 遇水膨胀橡胶加工的关键技术 |
2.3.1 混炼过程 |
2.3.2 硫化过程 |
2.4 结构表征与性能测试 |
2.4.1 力学性能 |
2.4.2 矿化度水的配制 |
2.4.3 吸水性能测试 |
2.4.4 红外表征 |
2.5 结果与讨论 |
2.5.1 PU大分子反应型树脂的红外分析 |
2.5.2 WSR的力学性能 |
2.5.3 矿化度对橡胶吸水膨胀倍率的影响 |
2.5.4 WSR的遇水膨胀行为 |
2.6 本章小结 |
3 聚氨酯树脂/丁腈橡胶接枝型遇水膨胀橡胶的制备与性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要原料 |
3.2.2 主要仪器 |
3.2.3 聚氨酯大分子反应树脂的合成 |
3.2.4 遇水膨胀橡胶的制备 |
3.2.5 循环吸水膨胀能力评价 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 矿化度对WSR重复吸水膨胀力学性能的影响 |
3.3.2 PU树脂相对含量对WSR质量保持率的影响 |
3.3.3 DCP组份对橡胶力学性能与吸水膨胀倍率的影响 |
3.3.4 不同介质中接枝型WSR的遇水膨胀行为 |
3.3.5 WSR二次吸水膨胀比率测试 |
3.3.6 在高矿化度条件下橡胶的吸水膨胀行为 |
3.4 本章小结 |
4 聚氨酯树脂/氢化丁腈橡胶接枝型遇水膨胀橡胶的制备与性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 主要仪器 |
4.2.3 聚氨酯树脂的制备 |
4.2.4 聚氨酯树脂的反应机理 |
4.2.5 遇水膨胀橡胶的加工工艺 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 聚氨酯树脂的结构讨论 |
4.3.2 PU树脂的相对含量对橡胶力学性能的影响 |
4.3.3 不同矿化度下聚氨酯树脂相对含量的变化对橡胶质量膨胀倍率的影响 |
4.3.4 不同矿化度下不同含量聚氨酯树脂橡胶质量膨胀倍率随时间的变化 |
4.3.5 不同矿化度下WSR二次吸水膨胀力学性能测试 |
4.3.6 不同矿化度下WSR二次吸水膨胀比率测试 |
4.4 本章小结 |
总结与展望 |
总结 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与或完成的课题 |
四、遇水膨胀橡胶的吸水膨胀和力学性能研究(论文参考文献)
- [1]给水管道智能套筒设计及其修复漏损管道的试验研究[D]. 王梓尧. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [2]反应复合型遇水膨胀橡胶的制备及性能研究[D]. 张桂林. 青岛科技大学, 2020(01)
- [3]丙烯酸盐注浆材料堵漏特性试验研究[D]. 廖晓东. 北京交通大学, 2019(01)
- [4]耐温耐盐遇水膨胀橡胶堵剂的制备与性能[D]. 刘晓晓. 青岛科技大学, 2019(11)
- [5]芳纶增强型吸水膨胀橡胶的研究[D]. 徐恩松. 武汉工程大学, 2019(03)
- [6]高耐盐型遇水膨胀橡胶的制备及其性能研究[D]. 周晓燕. 青岛科技大学, 2018(10)
- [7]耐高温遇水膨胀橡胶材料的制备与应用研究[D]. 方义. 武汉工程大学, 2017(04)
- [8]环氧化NBR及吸水膨胀橡胶的制备与性能研究[D]. 吴启浩. 广东工业大学, 2016(11)
- [9]NBR基吸水膨胀弹性体的制备及改性研究[D]. 王君. 西南石油大学, 2016(03)
- [10]耐盐型遇水膨胀橡胶的制备与性能[D]. 胡晓云. 青岛科技大学, 2016(08)