«上一篇/Previous Article|本期目录/Table of Contents|下一篇/Next Article»

《合成橡胶工业》[ISSN:1000-1255/CN:62-1036/TQ]

期数:

2022年5期

页码:

393-399

栏目:

出版日期:

2022-09-15

文章信息/Info

Title:

Effect of supercritical carbon dioxide on vulcanization kinetics of silicone rubber

文章编号:

1000-1255（2022）05-0393-07

作者:

王 敏1; 文华银1; 罗世凯1; 2; 周元林1; 刘 涛2

1. 西南科技大学 材料科学与工程学院， 四川 绵阳 621010； 2. 中国工程物理研究院 化工材料研究所， 四川 绵阳 621900

Author(s):

WANG Min1; WEN Hua-yin1; LUO Shi-kai 1; 2; ZHOU Yuan-lin1;  LIU Tao2

1. School of Materials Science and Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China; 2. Institute of Chemical Materials，China Academy of Engineering Physics，Mianyang 621900，China

关键词:

甲基乙烯基硅橡胶; 差示扫描量热法; 超临界二氧化碳; 硫化动力学; 表观活化能

Keywords:

methyl vinyl silicone rubber;  diffe-rential scanning calorimetry;  supercritical carbon dioxide;  vulcanization kinetics;  apparent activation energy

分类号:

TQ 333.93

DOI:

DOI:10.19908/j.cnki.ISSN1000-1255.2022.05.0393

文献标识码:

B

摘要:

采用差示扫描量热法考察了超临界二氧化碳（scCO2）的饱和时间、饱和温度（Ts）、饱和压力（Ps）和过氧化二异丙苯（DCP）用量对甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）非等温硫化动力学的影响，并根据Kissinger法计算得到MVQ的硫化表观活化能（Ea），通过Málek法和?eatak-Berggren自催化模型确定了可用于描述MVQ硫化动力学行为的参数。结果表明，随着DCP用量增加，Ea增大。MVQ在scCO2中饱和12 h后Ea减少至117.0 kJ/mol。当Ts为70 ℃，Ps为20 MPa时Ea分别降至110.6 kJ/mol和109.4 kJ/mol。scCO2饱和前后MVQ的硫化反应级数均约为1，硫化过程均表现出自催化反应的特征。

Abstract:

Differential scanning calorimetry (DSC) was used to investigate the effects of saturation time, saturation temperature (Ts) and saturation pressure (Ps) of supercritical carbon dioxide (scCO2) and the amount of diisopropylbenzene peroxide (DCP) on the non-isothermal curing kinetics of methyl vinyl silicone rubber (MVQ). The apparent activation energy (Ea) of MVQ vulcanization was calculated according to the Kissinger method, and the parameters that could be used to describe the kinetic behavior of MVQ vulcanization were determined by the Málek method and?eatak-BerggrenBerggren autocatalytic model. The results showed that the Ea increased with the increasing amount of DCP. But Ea decreased to 117.0 kJ/mol after the MVQ was saturated in scCO2 for 12 h. When Ts was 70 ℃, and Ps was 20 MPa, Ea decreased to 110.6 kJ/mol and 109.4 kJ/mol, respectively. The order of MVQ vulcanization reaction before and after scCO2 saturation was about 1, and the vulcanization process showed the characteristics of autocatalytic reaction.

参考文献/References

［1］ Sepehri A， Mrazzaghi K， Ghoreishy M. Vulcanization kinetics of butyl rubber-clay nanocomposites and its dependence on clay microstructure［J］. Journal of Applied Polymer Science，2012，125（S 1）：204-213.［2］ Pattarakamon C，Assawin K，Jantrawan P ．Nonisothermal curing kinetics of solid resole by differential scanning calorimetry［J］．Thermochimica acta，2019，675（3）：119-126．［3］ 李博. 室温硫化甲基乙基硅橡胶的性能与动力学研究［D］. 济南：山东大学，2015.［4］ 张天萍，甄卫军，赵玲. 配方对有机硅橡胶非等温硫化动力学的影响［J］. 高校化学工程学报，2020，34（1）：222-229.［5］ 高原. 环氧树脂/端羧基丁腈橡胶复合材料的制备及固化动力学研究［D］. 长春：长春工业大学，2018.［6］ 成钢，李尧. 航天用RTV GD 414硫化性能研究［J］. 真空与低温，2013，19（1）：50-55.［7］ Paula C F，Kátia A S，Fernando P，et al． Evaluation of the effects of temperature and pressure on the extraction of eugenol from clove leaves using supercritical CO2［J］．The Journal of Supercritical Fluids，2019，143（9）：313-320. ［8］ Mariosimone Z，Paolad D，Liugi M． Recent advances in the coupling of carbon dioxide-based extraction and separation techniques［J］. Trends in Analytical Chemistry，2019，116（4）：158-165. ［9］ Peter C K． Temperature and pressure effects on supercritical carbon dioxide extraction of n-3 fatty acids from red seaweed［J］. Food Chemistry，1999，65（3）：399-403.［10］ 冯培杰，宋丽贤，卢忠远，等. 超临界二氧化碳发泡热硫化硅橡胶的研究［J］. 材料工程，2011，25（8）：62-67．［11］ 文华银，张文焕，贺婉，等. 超临界CO2制备三元乙丙橡胶微孔泡沫［J］. 材料导报，2021，35（2）：166-170．［12］ 贾亚兰. 功能性微孔硅橡胶泡沫的制备与性能研究［D］. 绵阳：西南科技大学，2019.［13］ 杨倩. 超临界CO2微孔发泡硅橡胶泡沫的制备与表征［D］. 成都：成都理工大学，2016.［14］ Sangmook L． Cure kinetics and chemorheology of silicone rubber modified epoxy/clay nanocomposites［J］． Thermochimica Acta，2020，4（2）：163-169.［15］ 聂凌鸿，周如金，彭华松，等. 超临界二氧化碳的应用研究［J］. 林产化工通讯，2003，37（3）：29-34. ［16］ Hong I K， Lee S. Cure kinetics and modeling the reaction of silicone rubber［J］. Journal of Industrial and Engineering Chemistry，2013，19（1）：42-47.［17］ 胡盛，方建伟，詹学贵. 甲基乙烯基硅橡胶硫化体系综述［J］. 杭州化工，2014，44（4）：8-11.［18］ 刘生晖，黄彦平，刘光旭，等. 不同状态方程对超临界二氧化碳强迫对流传热中流动加速因子的影响［J］.核动力工程，2019，40（1）：23-27．［19］ Song Lixian，Li Zhanhong，Chen Liang，et al．The effect of bound rubber on vulcanization kinetics in silica filled silicone rubber［J］．Rsc Advances，2016（103）：101470-101476．［20］ Lee J Y，Shim M J，Kim S W．Effect of modified rubber compound on the cure kinetics of DGEBA/MDA system by Kissinger and isoconversional methods［J］．Thermochimica Acta，2001，371（1/2）：45-51.［21］ 杨李慧. 超临界二氧化碳在聚氨酯体系中溶解和扩散行为的分子动力学模拟研究［D］. 广州：华东理工大学，2017.［22］ Vyazovkin S，Burnham A K，Criado J M，et al．ICTAC kinetics committee recommendations for performing kinetic computations on thermal analysis data［J］． Thermochimica Acta，2011，520（1/2）：1-19. ［23］ Zhang Chongfeng，Liu Xiaodong，Chen Jue，et al．Study on curing kinetics of diglycidyl 1，2-cyclohexane dicarboxylate epoxy/episulfide resin system with hexahydro-4-methylphthalic anhydride as a curing agent［J］． Journal of Cleaner Production，2015，12（3）：1893-1903.［24］ Tang Maozhu，Xing Wang，Wu Jinrong，et al．Vulcanization kinetics of graphene/styrene butadiene rubber nanocomposites［J］． Polymer Science，2014，32（5）：658-666.

备注/Memo

备注/Memo:

国家自然科学基金资助项目（51773186）。

常用功能

更新日期/Last Update: 2022-09-15