Page 52 - 《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

图6（a）含xgc750、N234炭黑SBR胶料（填充量为0~40份）的贮能模量实验值（实线）与Guth-Gold预测值（虚线）的关系；
（b）未填充橡胶的贮能模量增量与填料体积分数(Hwber-Vilgis)的双对数关系
取向的加工之影响。现已有报道，xgm5、xgc750、CB
炭黑在NBR基质中具有与上述SBR中相似的行为。
对于不同填充量的胶料，通过计标可得炭黑填料
的补强效应，也称为被强因子。它是在应变为100%的
条件下，填充与未填充胶料的应力比(δ1/δ0)100%。
补强因子见图11。从图11可见，在相同的用量下，
xgm5的补强效果优于xgc750、nanoG、N234炭黑。
2.7 多滞后研究
在加荷载和卸荷载的循环过程中，混炼胶会出现
超越弹性极限的能量消耗和不可逆损失。而多滞后方
法被广为采纳用以解释这一现象。本工作对N234炭黑
和含xgc750填料SBR胶料进行了多滞后研究，其应力-
图7 含xgc750、xgm5、nanoG、N234炭黑填料SBR胶料的黏
度与填料用量的关系 应变曲线见图12a。从图12a可看出，对于含N234炭黑
本吻合。 填料的胶料来说，在SBR基质中。随着填料用量的0份
从9a可知，随着频率的升高，含xgc750胶料的 增加到30份，滞后环加宽，表明能量损耗增大，应力
η′降低，且随着填料用量由2份增加到50份，η′增 值增加，图12b表示出含xgc750(填充量0~20份)纳米
大。由图9b可知，当填充量为20份时，含xgc750填料 材料SBR的加荷载-卸荷载循环曲线。与较高填充量的
和nanoG填料的SBR胶料的η′相近，均高于xgm5填料 xgc750胶料相比，在低应变下，较低填充量胶料的应
的胶料。 力低且能量损耗也低。另外，第一次循环的能量损耗
2.6 应力-应变行为 高于第三次。在第一次循环产生较高滞后是由于应变
图10a表示出含xgm5填料的SBR应力-应变曲线。 加载期填料网络发生明显的破坏。并且在后期循环中
从图10a可看出，在伸长率的实验范围内，随着SBR 无法完全重新建立。填料用量越多，就有更多的填料
基质中填料用量的增加，应力明显提高，含xgm5、 粒子相互作用。由于橡胶有效体积的减小及填料表面
xgc750、nanoG（填充均为10份）填料胶料的应力-应 (活性区域)能量的分布，应力-应变滞后与填料网络的
力曲线见图10b。由图10b可见，在低应变下，填充前 关系就更为显著，高能量损耗的另一个原固可能是循
者的胶料的应力明显高于填充后两者。低应变下填料 环扫描应变增大，填料网络破坏后结合胶析出所致。
的主要特性与体积分数无关。而是与长径比有关。 在应力作用下，填料束可能发生断裂变软，从而导致
当然，对于高长径比填料，在具有片晶形貌(xgm5、 应变放大因子降低。
xgc750、nanoG)的情况下，须考虑导致填料颗粒产生 2.8 交流电导率及介电性质

24 橡塑智造与节能环保 2017年 总第3期