CSM结构性能及其在水润滑橡胶轴承上的应用

【摘要】水润滑橡胶轴承因结合了水润滑介质的特性和橡胶材料的优势特点,有效解决了由金属构件与油润滑体系组成的摩擦副暴露的诸多难题,受到众多研究者的关注。橡胶基体材料是水润滑轴承研究中一个永恒的课题,它的研制很大程度上决定了橡胶轴承的综合性能及应用领域。氯磺化聚乙烯(CSM)是一种饱和型的特种橡胶,不仅具有适用于制备水润滑轴承的通用性能,而且耐热性能优异,在120-140℃下能连续使用数年,可以满足于特殊状态或极端条件下的使用,成为目前广泛使用的NBR基体材料的潜在替代者。本文以新工艺——气固相法的CSM3550和CSM3570为研究对象,首先研究了两种CSM的分子链结构中的C1、S含量及其分布：利用核磁共振谱图法(’HNMR、13CNMR)对分子链中的4种Cl取代类型进行了定性表征与定量计算,研究表明1HNMR可以作为一种确定CSM中C1、S含量及序列分布的重要手段。其次,采用差热分析法(DTA)、热失重法(TG)、示差扫描量热法(DSC)等技术,从分子链结构入手,对两种CSM的热性能及热稳定性能进行了深入研究：由于两者链结构氯分布的差异,CSM3550形成结晶聚合物,具有更高的热降解起始温度；而CSM3570为非晶态聚合物,耐低温性能更加优异,Tg为-24.6℃；在分子链结构与热性能的理论研究基础上,研究了PbO、环氧树脂两大交联体系下,助剂用量对CSM硫化胶的耐介质性能的影响,考察了CSM水润滑橡胶轴承的摩擦磨损性能,最终确定4组适用于制备水润滑橡胶轴承的最优配方体系。最后,在变载荷、变转速条件下,4组最佳配方下的CSM橡胶轴承与目前广泛使用的NBR基橡胶轴承进行摩擦磨损性能对比,并深入分析了摩擦磨损机理。结果显示,CSM橡胶轴承的摩擦系数降低约5-30%,磨损量最大降幅达50%以上,显示出优异的摩擦磨损性能,可完全替代NBR作为水润滑橡胶轴承的基体材料,拓宽了CSM的应用领域。
【作者】励琦彪；
【导师】廖明义；曾世军；
【作者基本信息】大连海事大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】氯磺化聚乙烯；结构与性能；水润滑；橡胶轴承；摩擦磨损机理；

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