Page 42 - 《橡塑智造与节能环保》2019年2期

技术与装备
T echnology & equipment

丁腈橡胶（NBR）与PVC的共混体ASTM D1572-2007 邻交联键间的分子量（Mc）。
在Brabender塑度计上进行，温度为160℃，转子转速
（2）
为30~60r/min，各组分（表1）按ASTM D3182-2007
在试验室开炼机上进行混炼。慢辊速度为24r/min， 式中，ρ为橡胶密度，Vs为溶剂（甲苯）的摩尔
速比为1：1.4。所得胶料在硫化之前过夜停放。在 体积，Vr为溶胀橡胶的体积分数，X为橡胶和甲苯相互
162±1℃下，按流变曲线所确定的最佳硫化时间在电 作用参数。
热平板上硫化2 mm厚的硫化胶片，压力为4MPa。 交联密度可用下式计算：
V=(1/2MC) (3)
表1 橡胶共混物的配方及流变性能
1.2.6 应变能的确定
1 2 3 4 5
NBR 100 100 - - 100 绘制硫化橡胶的应力-应变曲线，积分直到特定
PVC 20 - 20 20 伸长时曲线下的面积得到应变能值。Simpsen定律用
CR - - 100 80 10
硬脂酸 1 1 1 1 1 于计算应变能。所计算的应变能值依据相应的应变作
ZnO 5 5 5 5 5 图。该图线用于获得特定伸长时的应变能。
MgO - - 4 4 4
DOP 5 8 - 3 8 1.2.7 扩散系数
HAF 40 40 40 40 40 扩散系数用下列模型计算：
CBS 1.25 1.25 - - 1.25 2 -π2Dt 2
S 2 2 - - 2 M t /M ∞ =1-(8/π ) /l (4)
IPPD 1 1 1 1 1 式中，M t 为时间t时试样的质量，M ∞ 为无限时间时
ETU - - 1 1 -
流变特性162±1℃ 试样的质量，l为试样厚度，D为扩散系数。
M L /dN.m 7 6 8.5 6 7
M H /dN.m 71 69 61 40 59 2 结果与讨论
Ts 2 /min 1.875 2 1.25 1.9 1.75
Ts 90 /min 10 15 20.75 25 22 2.1 流变特性
CRI/min -1 12.3 7.69 5.92 4.32 4.93
橡胶配方及流变特性见表1。可以看出，在NBR
或CR中加入20份的PVC使最小扭矩M c 和最大扭矩M H 减小
1.2.2 硫化特性
了。扭矩值减小归因于流变仪操作温度162℃下PVC熔
ML（最小转矩）、MH（最大转矩）、Tc90（正硫
融。另一方面，硫化时间T 90 增加。这是因为一部分硫
化时间）、Ts2（焦烧时间）和硫化速率指数（CRI）
化剂分散进入PVC，硫化剂的效率降低，从硫化速率指
按ASTM D2048-2007，使用Monsanto（AKron、OH、
数的减小也可以明显看出来。
USA）流变仪在162±1℃下测定。
2.2 物理机械性能
1.2.3 力学性能
室温下测试橡胶共混物的物理机械性能，结果
拉伸强度和扯断伸长率在室温下用Zwick 1425拉
见表2。很显然，在NBR或CR加入PVC导致100%定伸应
伸试验机按ASTM-D412-2006测试。
力、拉伸强度、硬度和应变能增加，这一方面归因于
硬度用邵氏硬度计按ASTM D 2240-2007测试。
物理交联键的形成和PVC微反（硬链段）存在于橡胶
热氧老化按ASTM D 73-94进行，条件为
基体。另一方面，硬链段起到填料的作用，所以，扯
90℃×7d。
断伸长率下降也就是说，由于橡胶基体中加入了塑料
1.2.4 平衡溶胀
（PVC），而硫化胶的韧性普遍降低。
共混物硫化胶的平衡溶胀按ASTM D573-2007进
2.3 热氧老化
行。平衡溶胀度Q%按下式计算：
NBR、CR及其与PVC的共混物在90℃下经不同时
Q%={(Ws-Wd)/Wd}×100 (1)
间（最长7d）的热氧老化。测试力学性能并计算保持
式中，Ws为溶胀试样的质量；Wd为溶胀后干燥试
率，结果见表3。
样的质量。
这些数据表明，三元和三元共混物具有较高的保
1.2.5 两交联键间分子量Mc的确定
持率。橡胶共混物的耐老化性能较好，归因于NBR和CR
采用溶胀数据通过Flory-Rehner关系式确定两相

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