Page 112 - 《橡塑技术与装备》2024年1期

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

1.3 试样制备 3# 双 2~5 的时间最长，说明使用 3M 的胶料的硫化速
用 电子 天 平 按实 验 配方 准 确 称各 种 原材 料。 将 度最快，使用双 2~5 的硫化速度最慢。结合焦烧时间
#
SBR、POE 和再生胶在开炼机上进行均匀混合，加入 （t 10 ）来看，2 3M 的时间最短，硫化胶的加工安全性
#
转速为 30 r /min 的密炼机中，待稳定再依次加入氢钙、 不高，3 双 2~5 时间最长，有着良好的加工安全性。
C5 树脂、硬脂酸、ZnO 和微晶蜡，分批加入 SG-6 表 2 硫化特性参数
试样 M H -M L / t 10 / t 90 /
和炭黑，充分混合均匀后排胶，并将其裁剪成 4 份， M H /(dN·m) M L /(dN·m)
编号 (dN·m) (min:s) (min:s)
转移至开炼机上进行操作。调整开炼机的辊距，将裁 1 # 11.01 2.48 8.53 0:32 5:20
2 # 9.37 2.75 6.62 0:32 4:28
#
剪 好 的母 炼 胶 放 入开 炼 机， 待 包辊 后， 加 入 1 至 4 # 3 # 13.87 2.57 11.30 0:44 10:10
配方硫化剂和促进剂，混合均匀后打三角包 5 次，然 4 # 14.48 2.60 11.88 0:40 8:12
后下片，停放 16 h 后在平板硫化机上硫化，硫化条件
2.2 力学性能
#
#
#
为 150 ℃ ×10 MPa（2 ）、170 ℃ ×10 MPa（1 、3 、 # #
由表 3 可 知，3 双 2~5 和 4 BIPB 硫化胶的拉断
#
4 ）。
强度偏大，且硬度、扯断伸长率、定伸应力和扯断
1.4 分析与测试 永久变形相近。2 3M 硫化胶的定伸应力最小，扯断
#
硫 化性 能 ：采 用台 湾 高铁 有 限 公司 生 产 的型 号 伸长率最大，说明其交联程度最低，弹性模量最小。
为 GT-M2000-A 的无转子硫化仪按 GB/T 16584— # #
1 DCP 扯断伸长率和扯断永久变形与 2 3M 接近，与
1996 进行测试，硫化条件见上。 3 双 2~5 和 4 BIPB 硫化胶相比偏大，这是因为在外
#
#
力学性能 ：拉伸性能采用台湾高铁有限公司生产 力的作用下，交联密度小的胶料，分子链段的运动和
的 I-7000S 型号的电子拉力试验机按照 GB/T 528—
分子链间的滑移会更容易发生，扯断伸长率和扯断永
2008 进行测试，拉伸速度为 500 mm/min，测试温度 久变形大。4 BIPB 的撕裂强度是四个胶料中最大的，
#
为室温。 因为其交联程度高，交联网络完善，而撕裂裂口一般
耐老化性能 ：热氧老化条件为 120 ℃ ×72 h。 选择内部结构较弱的路线进行，即采用 BIPB 硫化的
磨耗性能 ：采用邵坡尔磨耗测试方法（负荷为 10
SBR/POE 共混胶的网络均匀，抵抗破坏的能力大，抗
N）。 撕裂强度大。
回 弹性 能 ：采 用台 湾 高铁 检 测 仪器 有 限 公司 生 表 3 不同过氧化物硫化体系下的 SBR/POE 的力学性能
产的 GTC-5031-HS 型冲击弹性试验机， 按照 GB/T 编号 1 # 2 # 3 # 4 #
硬度 / 邵 A 77 75 80 80
6670—2008 测试回弹性。
拉断强度 /MPa 10.5 9.0 11.2 12.1
扯断伸长率 /% 535 546 485 464
50% 定伸应力 /MPa 1.8 1.8 1.9 2.2
2 结果与讨论 100% 定伸应力 /MPa 2.6 2.4 2.8 3.1
2.1 硫化性能 200% 定伸应力 /MPa 4.5 4.0 5.0 5.8
300% 定伸应力 /MPa 6.5 5.7 7.5 8.5
各硫化体系硫化特性参数见表 2，通过对比 1 ~4 # 扯断永久变形 /% 60 65 45 40
#
-1
#
配方的硫化特性数据可知，4 BIPB 胶料的转矩差值 撕裂强度 /(kN·m ) 45.7 43.1 44.2 50.6
#
（M H -M L ）是最大的。利用最高与最低转矩差值来判 由图 1 可知，4 BIPB 的曲线是斜率最大的，即拉
断交联密度的大小，可发现， BIPB 在这四种硫化剂中， 断强度最大，这是因为适当的交联密度的增加有助于
能使共混胶硫化程度高，交联密度大。这是因为在热 分子链的定向排列，有效链数量增加，在断裂前每一
的作用下，过氧化物会分解产生具有高活性的烷氧基 有效链可以均匀承受负荷，拉断强度增加 [4] 。同理，
#
自由基，并由此引发橡胶基体中的交联反应。1 mol 1 ~3 随着交联程度的增加，曲线斜率逐渐增大，拉断
#
的 BIPB、3M 和双 2~5 完全分解可以生成 4mol 的烷 强度随之增加。
氧基自由基，而 DCP 完全分解只能产生 2 mol 烷氧基 2.3 回弹性能
自由基。然而双 2~5 具有挥发性，可能造成制品的交 橡胶回弹性是橡胶受力变形中可恢复的弹性变形
#
#
联密度不稳定。3M 的硫化效率不高，导致其交联密 大小的一种表征手段。如图 2 所 示，1 DCP 和 3 双
#
度没有比采用 BIPB 作为硫化剂的大。 2~5 的回弹性较好，4 BIPB 的回弹性较差。弹性体的
#
对比工艺正硫化时间（t 90 ）可知， 2 3M 的时间最短， 回弹性和分子内链段的构象数有关 , 构象数越多 , 回弹
1
·58· 第 50 卷 第 期