含抗氧剂的NBR热稳定性及热解动力学研究

贾慧青，杨 芳，翟月勤

(中国石油兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060)

丁腈橡胶(NBR)是由丙烯腈和丁二烯经乳液聚合制得的共聚物，具有极好的耐油性、卓越的耐磨性、耐溶剂性和耐热性。由于NBR长期在热油介质中使用，NBR制品耐热老化性能尤为重要[1-2]。NBR含有二烯类的不饱和键，为了延缓不饱和橡胶的热氧老化，常添加抗氧剂提高耐老化性能。因此考察NBR加入抗氧剂后在高温条件下的降解行为及降解机理对NBR抗氧剂种类选择，确定制品成型加工温度，改善制品性能及回收利用都有重要意义。

本文采用热失重分析仪测定了NBR加抗氧剂前后及加入不同抗氧剂的热稳定性，并研究了NBR加入抗氧剂前后在氮气环境下的降解动力学。

1 实验部分

1.1 原料

样品1#：NBR3305E,兰州石化公司，未加抗氧剂； 样品2#：NBR3305E，兰州石化公司，加抗氧剂A；样品3#：NBR3305E，兰州石化公司，加抗氧剂B。

1.2 仪器

热重分析分析仪：TGA Q500，美国TA公司生产。

1.3 分析测试

1.3.1 稳定性分析

在50 mL/min氧气中以20 ℃/min的速率从室温加热试样至550 ℃，分析其热氧稳定性。

1.3.2 动力学分析

升温速率分别是5、10、15、20 ℃/min，氮气流速50 mL/min，温度由50 ℃升至600 ℃。

2 结果与讨论

2.1 抗氧剂对NBR热氧稳定性的影响

表1是采用热重法测定的样品起始分解温度。由表1可以看出，样品1#的起始分解温度最低，样品2#的起始分解温度最高，所以加入抗氧剂后，起始分解温度明显升高，这是因为抗氧剂有效地延缓了NBR的降解，对NBR的热氧稳定性有改善作用，而且抗氧剂A的效果较抗氧剂B好。

表1 NBR的起始分解温度

2.2 升温速率对NBR热降解的影响

实验在氮气气氛中考察了5、10、15 ℃/min以及20 ℃/min升温速率下的降解行为，图1是样品2#在氮气中不同升温速率下NBR的热重曲线(TG)和微商热重曲线(DTG)。……