基于RPA的BIIR热氧老化过程中流变性能研究

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.01.004

石油化工高等学校学报 ›› 2023, Vol. 36 ›› Issue (1): 25-31.DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.01.004

基于RPA的BIIR热氧老化过程中流变性能研究

郝福兰¹^,²^,³(), 曹堃¹^,²^,³, 牟晓娟¹^,²^,³, 周德芳¹^,²^,³, 牟庆平²^,³, 任学斌²^,³, 刘振学¹^,³

^1.山东省烯烃催化与聚合重点实验室，山东滨州 256500
^2.山东京博中聚新材料有限公司，山东滨州 256500
^3.山东京博控股集团有限公司，山东滨州 256500

收稿日期:2020-05-21 修回日期:2022-09-03 出版日期:2023-02-25 发布日期:2023-03-15
作者简介:郝福兰（1984⁃），女，硕士，从事高分子材料表征、改性与应用研究；E⁃mail:fulan.hao@chambroad.com。
基金资助:
山东省自然科学基金项目(ZR2019MB001)

Study on the Rheological Properties during the Thermal Oxidative Aging of Brominated Butyl Rubber Based on Rubber Processing Analyzer

Fulan Hao¹^,²^,³(), Kun Cao¹^,²^,³, Xiaojuan Mu¹^,²^,³, Defang Zhou¹^,²^,³, Qingping Mu²^,³, Xuebin Ren²^,³, Zhenxue Liu¹^,³

^1.Shandong Provincial Key Laboratory of Olefin Catalysis and Polymerization，Binzhou Shandong 256500，China
^2.Shandong Chambroad Sinopoly New Materials Co. ，Ltd. ，Binzhou Shandong 256500，China
^3.Shandong Chambroad Holding Group Co. ，Ltd. ，Binzhou Shandong 256500，China

Received:2020-05-21 Revised:2022-09-03 Published:2023-02-25 Online:2023-03-15

摘要/Abstract

摘要：

采用橡胶加工分析仪（RPA）研究了不同质量分数的环氧大豆油、抗氧剂对溴化丁基橡胶（BIIR）热氧老化过程中流变性能的影响规律，并探讨了BIIR降解与凝胶产生的原因。结果表明，流变性能变化趋势与GPC数据一致，证明BIIR的热氧老化过程是一个分子交联与降解并存的过程；环氧大豆油、抗氧剂对BIIR老化过程中凝胶的生成与分子链的降解均有明显的延缓作用；不同的抗氧剂对其产生的效果具有明显差异，抗氧剂1076对BIIR氧化降解的抑制作用强于抗氧剂264。

关键词: 溴化丁基橡胶, 橡胶加工分析仪, 流变性能, 热氧老化性能

Abstract:

This paper used a rubber processing analyzer (RPA) to study the effect of different amounts of epoxidized soybean oil and antioxidants on the rheological properties of brominated butyl rubber (BIIR) during the thermal oxidative aging process and discussed the cause of degradation and gel generation of BIIR.The results show that the rheological properties change trend is consistent with the GPC data,which proves that the thermal oxidative aging of BIIR is a process involving both molecular cross?linking and degradation;epoxidized soybean oil and antioxidants can greatly slow down the rate of the gel generation and molecular chain degradation during the aging process of BIIR.Different antioxidants have different anti?aging effects on BIIR.Antioxidant 1076 has a stronger inhibitory effect on oxidative degradation of BIIR than antioxidant 264.

Key words: Brominated butyl rubber, Rubber processing analyzer, Rheological properties, Thermal oxygen aging properties

中图分类号:

TQ333.6

郝福兰, 曹堃, 牟晓娟, 周德芳, 牟庆平, 任学斌, 刘振学. 基于RPA的BIIR热氧老化过程中流变性能研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2023, 36(1): 25-31.

Fulan Hao, Kun Cao, Xiaojuan Mu, Defang Zhou, Qingping Mu, Xuebin Ren, Zhenxue Liu. Study on the Rheological Properties during the Thermal Oxidative Aging of Brominated Butyl Rubber Based on Rubber Processing Analyzer[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2023, 36(1): 25-31.

图/表 9

表1 热氧老化条件对BIIR分子质量及其分布的影响

Table 1 Influence of thermal oxygen aging on molecular weight and distribution of BIIR

老化温度/℃	老化时间/h	M_w×10^-4/（g $⋅$ mol^-1）	M_n×10^-4/（g $⋅$ mol^-1）	M_w/M_n
140	0	57.6	16.3	3.53
140	2	59.2	15.2	3.91
140	4	64.5	13.2	4.89
140	6	80.8	11.5	7.05
140	8	-	-	-

表1 热氧老化条件对BIIR分子质量及其分布的影响

Table 1 Influence of thermal oxygen aging on molecular weight and distribution of BIIR

老化温度/℃	老化时间/h	M_w×10^-4/（g $⋅$ mol^-1）	M_n×10^-4/（g $⋅$ mol^-1）	M_w/M_n
140	0	57.6	16.3	3.53
140	2	59.2	15.2	3.91
140	4	64.5	13.2	4.89
140	6	80.8	11.5	7.05
140	8	-	-	-

图1 BIIR流变性能与热氧老化曲线

Fig.1 The rheological properties curve of BIIR with thermal oxygen aging process

图2 ESBO质量分数对BIIR热氧老化后流变性能的影响

Fig.2 Effects of mass fraction of ESBO on BIIR rheological properties after thermal oxygen aging

图3 抗氧剂1010质量分数对BIIR热氧老化后流变性能的影响

Fig.3 Effects of mass fraction of Antioxidant 1010 on BIIR rheological properties after thermal oxygen aging

图4 抗氧剂1076质量分数对BIIR热氧老化后流变性能的影响

Fig.4 Effects of mass fraction of antioxidant 1076 on rheological properties of BIIR after thermal oxygen aging

图5 抗氧剂264质量分数对BIIR热氧老化后流变性能的影响

Fig.5 Effects of mass fraction of antioxidant 264 on rheological properties of BIIR after thermal oxygen aging

图6 抗氧剂1076老化时间对BIIR热氧老化过程中流变性能的影响

Fig.6 Effects of aging time of antioxidant 1076 on rheological properties of BIIR during thermal oxygen aging process

图7 抗氧剂264老化时间对BIIR热氧老化过程中流变性能的影响

Fig.7 Effects of aging time of antioxidant 264 on rheological properties of BIIR during thermal oxygen aging process

图8 抗氧剂1076和264对BIIR热氧老化过程G'与G"交点值的影响

Fig.8 Effects of antioxidant 1076 and 264 on G' and G" intersection point value of BIIR during thermal oxygen aging process

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基于RPA的BIIR热氧老化过程中流变性能研究

Study on the Rheological Properties during the Thermal Oxidative Aging of Brominated Butyl Rubber Based on Rubber Processing Analyzer

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