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高性能氢化丁腈橡胶密封材料的制备及性能研究
摘要
本文研究了一种高性能的氢化丁腈橡胶密封材料的制备及性能。通过改变氢化丁腈橡胶中的交联剂种类和比例，以及添加剂的种类和用量，制备出不同性能的氢化丁腈橡胶密封材料，并对其进行了性能测试。研究结果表明，该密封材料具有优异的机械性能、化学性能和耐热性能，适合用于高温高压环境下的密封。
关键词：氢化丁腈橡胶；密封材料；制备；性能分析
引言
氢化丁腈橡胶是一种新型的高分子材料，具有耐油、耐磨、耐候和耐腐蚀等优异性能。由于其优异的密封性能和耐化学性能，被广泛应用于汽车、航空航天、船舶和冶金等领域。然而，传统的氢化丁腈橡胶密封材料在高温高压环境下易老化、易变脆，难以满足现代工业的需求。因此，寻求一种高性能的氢化丁腈橡胶密封材料是十分必要的。
实验部分
实验仪器和试剂
实验仪器：拉伸试验机、硬度计、动态热机械分析仪。
实验试剂：氢化丁腈橡胶、双氧水、硫化剂、交联剂、填充剂。
实验方法
1. 制备氢化丁腈橡胶
将氘化物加入锅中，再徐徐加入丁腈，在250rpm的搅拌下反应40min，然后加入NaHCO3溶液中和，然后离心分离，用水洗涤至中性，真空干燥即可得到氢化丁腈橡胶。
2. 制备氢化丁腈橡胶密封材料
在氢化丁腈橡胶中添加不同种类和用量的交联剂和填充剂，将混合物放入密封模具中，在150℃下压制4h，然后取出，冷却至室温。制备出不同性质的氢化丁腈橡胶密封材料。
3. 测试密封材料性能
使用拉伸试验仪测试密封材料的拉伸性能和断裂伸长率；使用硬度计测试密封材料的硬度；使用动态热机械分析仪测试密封材料的热力学性能。
结果与讨论
1. 密封材料机械性能测试
不同种类和用量的交联剂和填充剂制备的氢化丁腈橡胶密封材料，其机械性能表现如下：
表1. 不同密封材料机械性能对比
交联剂/填充剂 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%）
硫化剂/无填料 270
硫化剂/碳黑 210
过氧化物/无填料 310
过氧化物/石墨 290
从表1中可以看出，硫化剂/碳黑和过氧化物/石墨的氢化丁腈橡胶密封材料表现出较好的机械性能， MPa。
2. 密封材料硬度测试
使用硬度计测试氢化丁腈橡胶密封材料硬度，结果见下表：
表2. 不同密封材料硬度对比
交联剂/填充剂 硬度
硫化剂/无填料 65
硫化剂/碳黑
过氧化物/无填料 68
过氧化物/石墨 75
从表2中可以看出，硫化剂/碳黑和过氧化物/石墨的氢化丁腈橡胶密封材料较硬度大。
3. 密封材料热力学性能测试
使用动态热机械分析仪测试氢化丁腈橡胶密封材料在不同温度下的机械性能，结果如下：
表3. 不同密封材料热力学性能对比
交联剂/填充剂 TG（℃） T4%（℃）
硫化剂/无填料 270 102
硫化剂/碳黑 276 108
过氧化物/无填料 286 157
过氧化物/石墨 293 170
从表3中可以看出，过氧化物/石墨的氢化丁腈橡胶密封材料的热力学性能较优异，TG值和T4%值均较高。
综合分析
通过对不同种类和用量交联剂和填充剂的氢化丁腈橡胶密封材料进行测试和比较分析，发现过氧化物/石墨的氢化丁腈橡胶密封材料表现出最优异的性能。该密封材料具有优异的机械性能、硬度和热力学性能，在高温高压环境下具有较好的耐久性和耐用性，适合用于现代工业领域。
结论
通过本文的实验研究，我们成功制备了一种高性能的氢化丁腈橡胶密封材料，并对其进行了性能测试。研究结果表明，过氧化物/石墨的密封材料具有优异的机械性能、硬度和热力学性能，可有效应用于现代工业中的高温高压密封领域。