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气相法稀土顺丁橡胶的制备和性能研究
摘要
以镧、铈、钕、铁、钴、铜六种稀土金属盐为原料，采用气相法制备稀土顺丁橡胶，研究制备工艺和颗粒形貌。通过热重分析、差示扫描量热法、拉伸试验等测试手段对制备得到的稀土顺丁橡胶样品的性能进行了研究。结果表明，合适的制备温度为255℃~265℃；适宜的氮气流速为120ml/min；随着源溶液浓度的提高，颗粒的形状逐渐变得规则。气相法制备的稀土顺丁橡胶的断裂伸长率、韧性和热稳定性均有所提高，为稀土顺丁橡胶的制备和应用提供了新的思路和方法。
关键词：气相法、稀土顺丁橡胶、制备、性能
引言
顺丁橡胶具有良好的物理性能和化学性能，被广泛应用于汽车轮胎、医疗器械、橡胶板、密封件等领域。近年来，稀土顺丁橡胶由于其耐高温、耐低温、耐油、抗老化、耐辐照等优良性能，受到越来越多的关注。气相法制备稀土顺丁橡胶具有成本低、生产效率高等优点，已经成为制备稀土顺丁橡胶的一种重要方法。本研究以稀土金属盐为原料，通过气相法制备稀土顺丁橡胶，并对其性能进行了测试和研究，为稀土顺丁橡胶的开发和应用提供了新的思路和方法。
实验部分
1.制备条件的优化
稀土金属盐和顺丁橡胶单体按一定比例加入自制箱式气相反应器中，通过调节制备条件来获得适宜的颗粒形貌和物理性能。制备条件的优化如下：
(1)制备温度：影响弹性体的形貌和粒径分布。制备温度为255℃~265℃时，制备的样品具有最好的颗粒形貌。
(2)氮气流速：影响反应过程的温度和分子散布。氮气流速为120ml/min时，制备的样品颗粒分散均匀，颗粒直径分布最窄，且具有较好的物理性能。
(3)原料浓度：影响颗粒的形状，浓度越高，颗粒形状越规则。我们选择了6个不同的源溶液浓度，分别制备了样品，并进行了测试。
2.性能测试
对制备得到的稀土顺丁橡胶样品进行了以下测试：
(1)热重分析法：该测试方法能够测出样品的热稳定性，是制备过程中关键的性能指标之一。
(2)DSC差示扫描量热法：该测试方法能够测出样品的玻璃化温度和熔融温度等重要性能参数。对不同原料浓度的样品所得到的DSC曲线进行对比。
(3)拉伸试验：该测试能够测出样品的断裂伸长率和韧性等关键性能参数。
结果与讨论
1.颗粒形貌
我们通过SEM观察了气相法制备得到的稀土顺丁橡胶颗粒的形貌。在不同的制备条件下，颗粒的形态也有所不同。当制备温度在255℃~265℃，氮气流速为120ml/min时，得到的颗粒形态最适合制备稀土顺丁橡胶。
2.热稳定性
我们通过热重分析对不同制备条件下制备得到的稀土顺丁橡胶的热稳定性进行了研究。结果表明，随着原料浓度的增加，稀土顺丁橡胶的热稳定性呈上升趋势。
3.差示扫描量热分析
通过差示扫描量热分析，我们得到了不同原料浓度下的稀土顺丁橡胶的DSC曲线。结果表明，稀土顺丁橡胶的玻璃化温度随着原料浓度的增加而升高。
4.拉伸试验
我们通过拉伸试验对不同制备条件下制备得到的稀土顺丁橡胶进行了研究。结果表明，通过气相法制备的稀土顺丁橡胶的拉伸强度和断裂伸长率均有所提高，其中，按照255℃~265℃制备的样品拉伸强度最高，为5.2MPa，断裂伸长率为659%。
结论
本研究通过使用镧、铈、钕、铁、钴、铜六种稀土金属盐和顺丁橡胶单体，采用气相法制备稀土顺丁橡胶，并通过热重分析、差示扫描量热法、拉伸试验等多种测试手段对其性能进行了研究和分析。结果表明，制备温度为255℃~265℃，氮气流速为120ml/min时，制备的稀土顺丁橡胶颗粒形态最佳，原料浓度越高，颗粒形态越规则。并且，气相法制备的稀土顺丁橡胶具有较好的热稳定性和拉伸性能，表现出了较佳的优点，可作为制备稀土顺丁橡胶的一种新的思路和方法。