生物质硅炭增强改性氢化丁腈橡胶的性能及老化规律*

王增林，张 曾，贾庆升，张 雷，丛 娟，刘艳霞，聂文龙，李再峰**

(1.中国石化胜利油田分公司 胜利油田科技处,山东 东营 257001；2.青岛科技大学 生态化工国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266042)

随着非常规油气藏日益成为我国能源战略的主战场，高含水、深井、高温、高压、高应力、高二氧化碳等恶劣介质对封隔器密封材料破坏老化的难题是材料领域研究的热点[1-2]，开发耐老化长效工作的橡胶密封材料成为现代采油工程工艺中最为关键的技术之一[3-5]。

攻克橡胶老化是行业一个长期未得到很好解决的关键技术难题，文献曾报道在橡胶基体内添加小分子抗氧剂如金属氧化物[6-7]、酚类化合物[8-10]等对橡胶耐老化的影响，这些添加剂往往表现出与橡胶基体较差的相容性，容易从橡胶基体中析出，因而橡胶材料的高温热氧老化一直没有得到很好的解决。

近年来，具有电子云sp2杂化结构的微纳碳材料成为人们的研究热点，其稳定的共轭电子云结构表现出对含有未成对电子的自由基的高效俘获功能[11-12]。当多壁碳纳米管与氟硅橡胶复合后极大地改进了氟硅橡胶的抗热氧老化行为[13]，在230 ℃下老化 72 h，拉伸强度减少了13.2%(空白为49.7%)，扯断伸长率减少了16.7%(空白为48.4%)。石墨烯sp2杂化的二维平面蜂窝状晶体结构，在HNBR的复合改性研究中也同样发现具有俘获自由基的能力[14-17]。然而，微纳碳材料易团聚的特点使其在高性能橡胶的复合应用没有得到较好的推广。

目前通过对生物质硅炭(Si/CB)的结构研究发现，Si/CB的拉曼光谱和碳纳米管的结构极其相似，可以推断Si/CB表面碳原子的排列具有相似的sp2杂化结构[18-19]。……