Page 86 - 《橡塑技术与装备》2024年3期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

类石墨烯对 NR/BR 硫化胶力学性能及

动态生热性能影响

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黄鑫 ，谢圣武 ，张勇 ，邓涛 1*
(1. 青岛科技大学 高分子科学与工程学院，山东 青岛 266042 ；
2. 南方石墨研究院（湖南）有限公司，湖南 长沙 410000 ；
3. 利通液压科技有限公司，河南 漯河 462000)

摘要： 课题研究了新型类石墨烯材料 SG3-G 在普通输送带覆盖胶中的应用，通过对 N330 炭黑的替换，考察胶料的加工性能、
物理机械性能、动态生热性能。结果表明： SG3-G 从 0 份替代到 20 份，混炼胶的 t 10 和 t 90 延长，门尼黏度下降明显，硫化胶硬度、
拉断强度和定伸应力略有下降，扯断伸长率和扯断永久变形变化不大，撕裂强度下降明显。同时动态生热有所降低。
关键词 ： 天然橡胶 ；顺丁橡胶 ；类石墨烯 ；输送带 ；动态生热
中图分类号 ： TQ330.67 文章编号 ： 1009-797X(2024)03-0040-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.03.009

天然橡胶（NR）和顺丁橡胶（BR）是橡胶工业 抗撕裂强度、抗溶胀性等性能获得较大提升。但这些
应用十分广泛的胶种，使用量巨大。天然橡胶有着具 炭黑的动态生热大，使输送带在使用过程中温度高，
有弹性大、定伸应力大、电绝缘性优良、耐磨性好、 老化速度加快，不利于输送带的使用寿命。
良好的自黏性和互黏性以及优良的综合加工性能等特 本实验采用的新型类石墨烯材料 SG3-G 是依据
点 [1~3] ，同时作为自补强性橡胶，受到拉伸时大分子 化学热力学原理，在一定温度的水环境下，利用材料
链沿应力方向发生取向，从而形成结晶，使其在不填 的电效应、缺陷结构、层间范德华力特性解离剥离晶
充或低填充量时也有着良好的拉断强度。顺丁橡胶作 体层，切断材料平面键合力，并且能够以较低的能耗
为通用橡胶中弹性最好的橡胶，同时还兼顾着优异的 进 行 大 量 制 备， 碳 排 放 量 仅 为 炭 黑 碳 排 放 量 的 1/6。
耐寒性能，生热低，耐磨、耐老化性能好等特点，但 现已在实心轮胎、工业输送带、散热膜、吸波屏蔽材
是加工性能较差。以一种橡胶为主体材料的输送带覆 料等产业中得到应用。
盖胶存在各自不同的问题，多种橡胶并用不仅能体现 本文通过试验以不同的比例替代炭黑 N330，作
各种橡胶的特性 [4] ，而且能更好地应对橡胶市场价格 为填充补强材料应用于 NR/BR 共混胶中，使其均匀
波动，降低生产成本。而两种橡胶的结构较为相似， 分散同时考察其硫化特性，力学性能及动态生热性能，
天然橡胶的结构单元只比顺丁橡胶结构单元多一个侧 探究 SG3-G 在普通输送带覆盖胶体系中替代 N330
甲基，溶解度参数相近，使它们在共混加工时极为方 的可行性。
便。
补强剂的品种、用量和分散程度对输送带覆盖胶 1 实验部分
的性能尤其是耐磨性能有很大影响，覆盖胶常用的补 1.1 原材料
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强剂为中超耐磨炭黑（炭黑 N220）、高耐磨炭黑（炭 NR 1 标胶，海南农垦橡胶公司 ； BR9000，齐鲁
黑 N330）和白炭黑等。这些填料都有着粒径小，比 石油化工公司； SG3-G，中国建材 - 南方石墨研究院；
表面积大，与橡胶之间有吸附作用、范德华力、氢键、
偶合作用等相互作用力，能与橡胶大分子链形成良好 作者简介 ：黄鑫（1998-），男，硕士研究生，主要从事橡
的结合。能够使硫化胶的拉伸强度、模量、耐磨性、 胶共混与改性及热塑性弹性体的制备与性能研究。
收稿日期 ：2023-06-28

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