Page 50 - 《橡塑智造与节能环保》2017年第3期

节能环保新技术与产品 New Energy conservation and environmental protection equipment New Energy conservation and environmental protection equipment 节能环保新技术与产品

加，物矩增大，且纳料填料的用量较高时，转矩增幅 2.3 流变曲线
更大，随着纳米填料用量的增加，温度也在不断上 图3a表示出以xgM5为填料且填充量为0~30份的纳
升，但低于85℃。此外，当采用高比表面积xgc750纳 米复合材料的流变曲线。由图3a可知，纳米填料的加
米填料时，物矩和温度较高，但最高温度(约100℃)仍 入可提高胶料的物矩，缩短焦烧时间。这是由于氨基
低于焦烧临界点，同时远低于硫化温度（150℃）。 或硫吸附于填料表面，促进了交联反应，从而有利于
早期网络的形成，xgM5/异戊二烯橡胶(IR)纳米复合材
料胶料据称也有类似表现。
以xgM5、nanoG、N234炭黑为填料，在填充量均
为2份条件下，对胶料的流变行为进行了对比研究（见
图3b）。另外，焦烧时间（t05）与炭黑填料用量的关
系见图4。以xgM5、nanoG为填料。从图3b、图4可观察
到含纳米材料胶料在最短时间内的物矩提高及焦烧时
间的明显缩短。炭黑填料对转矩和焦烧时间的影响因
纳米填料的不同而存在明显的差异，随着填料比表面
积的增加，含CB和xgM5填料的NBR胶料的诱导时间缩
短，同时后者填充胶料的诱导时间较前者更短。这与
图2 不同用量xgM5纳米复合材料胶料的物矩
与混炼时间的关系 本研究的结论相一致。

图3 (a)含xgM5填料（0~30份）SBR胶料，(b)分别含xgM5、nanoG、N234炭黑填料（填充量为2份）SBR胶料的流变曲线对比
2.4 利用RPA（橡胶检验协会）研究胶料流变特 在填料网络形成过程中，聚集-解聚高于填料的渗透阈
性 值；第二个模型与填料-基质的相互作用有关，假定符
N234炭黑胶料的粘弹性行为。对于含xgc750（填 合填料-基质的结合和解除结合作机理。
充量为0~50份）的胶料，应变幅度与贮能模量(G′) 在低应变（0.6%）下，含xgc750、xgm5、
的关系见图5a。由图5a可知，低应变下G′平台区的特 nanoG、N234炭黑填料的胶料之贮能模量G′与填料用
性、随着填料用量的增加，应变振幅降低，当xgc750 量的关系见图5b。由图5b可看出，在低变形下，含
填充量由20份增加到30份时，G′的硫化平台值突然增 xgc750填料混炼胶的贮能模量G’最高。而在SBR基质
加；只有在相对较大的应变振幅下才能观察到G’大幅 中，这种高比表面积纳米填料可能有助于填料的网络
降低，这种现象被称为Payne效应，可用2个主要模型 化。高聚含物-填料界面面积可提供更好的由基质到填
进行解释：第一个模型与填料网络的概念有关，假定 料的应变物移。

22 橡塑智造与节能环保 2017年 总第3期