[00145461]采用复合材料的汽车用关键橡胶制品研发及应用

本项目来自安徽省重大科技专项项目,合同书编号：15czz02063。项目选用特种橡胶、纳微米材料、高性能纤维、环保高效加工助剂等各类先进材料,通过自主创新地应用共混、增容、增强、复合,以及计算机辅助设计优化产品结构、模具结构与产品配方等橡胶加工产业内的共性技术,制备出具有耐高低温、耐高压、耐油、耐介质腐蚀、耐候、抗磨损、高强度、动态力学性能优良并环保的高性能特种橡胶合金弹性体及其微纳米增强复合材料,应用到汽车稳定杆衬套、排气管吊耳、进气歧管密封件及发动机进气管等产品上,大幅提高上述产品耐介质能力、使用寿命,并满足越来越高的环保要求。并开展橡胶材料的压缩应力松弛的保持率与橡胶制品寿命关系的研究,建立FEA模拟仿真分析橡胶制品使用寿命的评价方法。 为了解决多壁碳纳米管MWCNTs和纤维状碳粉FCP等微纳米材料的团聚和在橡胶基体中的相容性和分散性,并赋予碳纳米管或纤维状碳粉/橡胶复合材料良好的增强、导热和耐化学介质功能,首先研究了MWCNTs和FCP等微纳米材料的包覆改性问题。通过异氰酸根功能化多壁碳纳米管分别与端羟基聚丁二烯HTPB和端羟基聚丁二烯/丙烯腈共聚物HTPBN活性大分子接枝共聚,制备了分别用于各类橡胶合金弹性体复合改性的功能化多壁碳纳米管。在最优化条件下,相比于对比样纯天然/丁苯并用橡胶材料,含有1.5phr接枝包覆HTPB的MWCNTs/橡胶复合材料,其断裂伸长率从376%提高到450%,并且拉伸强度也得到了增强;透射电镜研究表明含有1.5phr 接枝包覆HTPB的MWCNTs能够在橡胶基体中均匀分散;另外,首次通过热重发现,复合1.5phr接枝包覆HTPB-MWCNTs的天然/丁苯橡胶,其热分解性能提高了70℃,这归于多壁碳纳米管与橡胶基体之间增强的界面作用。 接着开展了特种橡胶与特种橡胶、特种橡胶与通用橡胶之间的并用共混,制备出综合性能更加优良的橡胶合金弹性体的研究,解决了部分橡胶合金弹性体在共硫化方面的行业共性技术难题。在微纳米材料MWCNTs接枝包覆改性和湿法表面处理FCP,以及橡胶合金弹性体研发的基础上,又进一步研发制备出接枝包覆MWCNTs复合改性天然胶NR/三元乙丙胶EPDM、氟胶FKM/氢化丁腈胶HNBR和乙烯-丙烯酸酯胶AEM/丁腈胶NBR等各类并用橡胶的多壁纳米碳管/合金弹性体复合材料,以及纤维状碳粉FCP改性的EPDM复合材料,制造出了符合先进技术指标的、高性能的产品; 在新材料研发的同时,项目组积极地开展了汽车稳定杆衬套、排气管吊耳、进气歧管密封件及发动机进气管产品的同步研发设计,通过FEA、CAD等辅助设计技术,研发出新型的汽车稳定杆衬套、排气管吊耳、进气歧管密封件及发动机进气管等产品与制造工艺,制备出样品。通过开展橡胶材料及试制产品检测结果反馈的同步研发,不断地修正设计结果,最终实现了提高产品性能、延长使用寿命目标。 项目执行期间,申请发明专利14项（获授权3项）,获授权实用新型专利5项;发表科技论文7篇;制定企业标准4项;引进博士1人,硕士5人,晋升高级工程师3人,开展人员培训4次,形成了一支具有自主研发能力的创新团队。 项目产品研发成功后,其技术达到国际先进水平,对提高企业自主创新能力有积极的促进作用,不仅满足国内外汽车高端橡胶制品市场的迫切需求,还可以提高国内汽车行业橡胶制品的国际市场竞争力、知名度和市场份额,对实现国内非轮胎橡胶行业从“中国制造”向“中国创造”转变有重大意义。