在纳米尺度下,将纤维表面近似成平面与基质聚合物结合,构建了丁腈橡胶与海泡石纤维、芳纶纤维及碳纤维三种物质的界面结构。采用COMPASS力场、正则系综及周期性单元,设定时间步长为1 fs、模拟温度为320 K,对以丁腈橡胶为基质,芳纶纤维、海泡石及碳纤维分别为填料的界面结合能进行了20 ps的分子动力学模拟计算。结果发现,三种纤维与丁腈橡胶之间的结合能分别为8393.05,1055.23,994.49 kJ/mol,其中海泡石纤维界面结合能中,静电力大小是范德华力的3.2倍,但方向相反。碳纤维与橡胶分子之间的结合能完全为范德华力,这与碳纤维分子完全没有极性相符。芳纶纤维与橡胶分子之间的结合能中,静电力与范德华力同向,其中范德华力的贡献超过80%。

日前,由中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心承担的中国石油重大科技专项“油田用化工新材料产品开发”课题二“油田用密封新材料的开发及应用”研发的钻井泵关键密封件氢化丁腈橡胶(HNBR)材质阀胶皮,在宝鸡石油机械有限责任公司(以下称宝石机械)通过了厂内台架试验,达到了产品出厂技术指标要求。该阀胶皮是采用石油化工研究院自主开发的密封件配方和工艺、自主设计的制品模具(由宝石机械提供阀胶皮结构设计图)。

以聚硫代醚橡胶为基础胶,利用Thiol-ene点击反应制备了紫外光固化含硫密封剂。考察了光引发剂种类和用量以及烯烃种类、多元硫醇种类等对硫化后密封剂力学性能、热分解温度、玻璃化转变温度的影响。结果表明,相比于光引发剂184,光引发剂1173的固化效果更好,固化后的密封剂热稳定性更佳,且随着光引发剂用量的增加,密封剂的力学性能和热稳定性均下降,光引发剂1173的用量宜为0.03份(质量,下同)。采用三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)作为固化剂固化的聚硫代醚密封剂力学性能较好,而且随着TPGDA用量的增加,密封剂的力学性能和热稳定性均上升,TPGDA的用量宜为1.00份。多官能度硫醇的加入可提高密封剂的交联度及玻璃化转变温度。