Page 44 - 《橡塑智造与节能环保》2025年9期

技术与装备

特）和二氧化硅PKS300PD（W.R.Grace&Co.美国马里 从一种胶料中制备了5个约50 mg的试品。首先，
兰州哥伦比亚）。所用的硅烷为Si-69(50)（Kettliz- 测量了初始质量。其次，所有试品在甲苯中预溶胀24
Chemie，德国雷纳茨霍芬），该硅烷使用二氧化硅作 min。然后将装有甲苯和橡胶试品的烧瓶放置在类似于
为载体。 申克生产线的装置中30 min，通过将氮气引入烧瓶来
作为硫化剂，选择了传统的系统。硫（Avokal， 去除氧气。之后，根据两种不同的化学探针处理对试
德国伍珀塔尔）作为硫化剂添加到胶料中。促 品进行处理：
进剂 N -环己基苯并噻唑- 2 -磺酰胺（ CBS ）和 （1）软探针：将橡胶试品置于0.4 mol/L 2-丙硫
Rhenofit3555由朗盛（德国科隆）提供。硫化促进剂 醇和0.4 mol/L哌啶的甲苯溶液中2 h，以裂解多硫键。
四苄基硫化二硫化物（TBzTD）由意大利Termoli的 （2）硬探针：将试品置于1.0 mol/L 1-十二烷硫
PerformanceAdditives提供。 醇的哌啶溶液中24 h，以裂解聚硫键和二硫键。
此外，根据行业标准，在胶料中添加了硫化促进 处理结束后，从溶液中取出试品。试品在甲苯中
剂、蜡和各种抗氧化剂。表1是对照组胶料的橡胶配 漂洗四次，以去除处理溶液的残留物。为了获得试品
方，其中包括橡胶成分供应商的信息。 的交联密度，进行了溶胀实验。将试品置于甲苯中约
2.2 混炼和硫化 48 h，以完全达到溶胀平衡。24 h后更换溶剂。
将胶料在密炼机BrabenderPlasticorder350S（德国 膨胀后，用镊子小心地将试品从烧瓶中取出，
3
杜伊斯堡）中进行混炼，混炼体积为390 cm 。 用纸巾干燥并再次称重。此后，将膨胀的试品放入50
未硫化的试品使用橡胶加工分析仪RPATAElite ℃的烤箱中干燥3~4天。之后，再次称量试品。根据
（TA仪器公司，美国新卡斯尔）进行测量，测量时间 Flory-Rehner方程，使用三个获得的质量来计算交联密
为30 min，采用6.98%的应变、1 667 Hz的频率和160 度：
2
℃的温度，以获得流变仪曲线。获得t 95 （在给定测量 ln(1-V r )+Vr+XV r
1
（
时间内达到最大扭矩95%的时间），并将其作为硫化 V=- V 0 V r - 2Vr （
3
f
过程的硫化时间。在160 ℃的硫化温度和100巴的压力
式中：
下，使用WickertWLP1600液压机（Wickert，德国兰
V r =体积百分比/分数橡胶在膨胀试品中的含量
道）对胶料进行硫化。制备了厚度为2 mm的硫化片材
（-)；
和厚度为6 mm的圆柱形试品，用于分析评估。
V₀=溶剂的摩尔体积（苯的摩尔体积为106.9 cm³/
2.3 测试与表征
mol）；
2.3.1 邵A硬度
f=交联功能性（假设形成四功能性交联，f=4）；
试品的硬度测试按照ISO48-4标准进行。测量时
x=Flory-Huggins橡胶-溶剂相互作用参数（NR在
采用邵A硬度计，使用Zwick（德国乌尔姆）生产的硬
甲苯中的x=0.393）；
度测试仪进行测量。试品为直径6 mm的圆柱体，按照
v=单位体积内的交联密度（mol/cm³）。
+5°min的条件进行硫化。在每个试品的不同位置测量
计算了未处理试品和用软探针和硬探针处理的试
硬度5次。随后，计算这5个值的平均值并用于评估。
品的交联密度。比较了不同的交联密度，以了解胶料
2.3.2 温度扫描应力弛豫
的交联结构。
本研究使用了来自Brabender（德国杜伊斯堡）的
温度扫描应力弛豫（TSSR）装置。制备厚度为2 mm
3 结果和讨论
的标准S2哑铃形试品，用TSSR进行测量。在测量的等
按照第2章的要求混炼并硫化胶料。最佳固化时
热阶段，温度保持在20 ℃，应变保持在50%，持续90
间t 95 为420 s。硫化后，将试品储存在约20 ℃的室温
min。等温阶段后，进行等温热测量，其中温度以2 K/
（RT）下以及60 ℃的烘箱中。后者是为了加速硬化效
min的速度升高，直到达到280 ℃的温度或直到试品破
果，并更深入地了解在较长时间内储存过程中硬度的
裂。在这些测试中获得了弛豫光谱。
增加。分析分析试品在储存前后的状态。
2.3.3 硫醇胺法
3.1 硬度
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