Page 48 - 《橡塑智造与节能环保》2019年2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

表3 SSBR纯胶及填料硫化胶油硫化性能 胶于100±1℃在强制空气循环烘箱内老化72h。老化试
混炼胶号 ML/dNm MH/dNm Rw/dNm t 2 /min t 90 /min 样在室温下再放置24 h，随后测试定伸应力、拉伸强
1 0.43 6.15 5.72 6.28 20.45 度、扯断伸长率和硬度。
2 0.42 6.03 5.61 3.22 8.91
3 0.43 6.14 5.71 2.8 8.13 采用动态力学热谱仪（Gabo Qnalimeter，德
4 0.42 5.77 5.35 7.14 18.83 国Ahlden公司出品）对条状试样进行动态力学分析
5 2.77 17.35 14.58 0.86 29.35
6 3.13 17.28 14.15 0.64 38.66 （DMA）。在-80~80℃的温度范围内用10Hz的固定频率
7 2.95 16.02 13.07 0.85 38.45 进行温度扫描分析。试样采用拉伸模式分析。测试复
8 2.85 15.23 12.38 1.27 41.93 数模量E※时，施加1%预应变的静载荷，然后施加让试
9 3.22 15.92 12.7 1.28 39.45
样振荡至0.5%应变的动载荷，测试在液氮流中用2℃/
表4 SSBR纯胶及填充硫化胶的物理性能 min的加热速率进行。交联试样的应变扫描分析，在室
弹性 50%定 100%定 200%定 温下以30%应变时间静载荷进行，频率为10Hz，动态应
混炼 模数 伸应力 伸应力 伸应力/ 拉伸强 扯断伸 邵尔A硬
胶号 度/MPa 长率/% 度/度
/MPa /MPa /MPa MPa 变为0.2%~30%。用拉伸断裂表面研究了胶料的白炭黑
1 1.58 0.64 0.93 1.41 1.59 230 - 粒子分散状态。断裂表面在高真空下镀铂，然后用扫
2 1.6 0.63 0.93 1.41 1.66 241 - 描电子显微镜摄取断裂表面图像。
此外，在不同温度下还研究了各种纯胶料的硫
3 1.6 0.63 0.9 1.37 1.72 257 -
化动力学。动力学研究基于Coran推导的如下公式：
4 1.87 0.66 0.96 1.45 1.73 253 -
Vt=V∞{1-eklt1-t}
5 7.97 2.27 4.2 11.64 20.15 284 73.9 式中，Vt=时间t时的交联密度，在V∞=时间为无
限时间的交联密度，t=硫化时间，t1=延迟时间，K为
6 7.95 2.32 4.29 10.88 19.72 305 73.4
一级比速率。根据A.Y.coran的观点，在无硫化返原的
7 8.09 2.27 4.2 10.65 17.57 285 73.1 情况下，交联键形成与相关扭矩R成正比。In(R∞-Rt)

8 6.3 2.25 4.22 11.12 15.56 247 73.6 与时间的关系图是一条 斜率的直线，由该直线可求
出K的值。对应于V∞和Vt点的扭矩R∞和Rt具有重要意
9 7.97 2.3 4.28 11.25 18.19 277 72.6
义。
假定最佳硫化时间t90与硫化温度T的关系而遵循
涂加硬脂酸，最后涂加白炭黑和TESPT。总混炼
Arrhenius关系，则计算硫化活化能用下式：
时间为10min，排胶温度为155℃。最后，含白炭黑的
T 90 =Ae-E/RT
橡胶胶料于室温下在两辊开炼机上加入促进剂和硫磺
式中，A为指数前因子，R为通用气体常数，T为
混合。这些胶料于160℃在加压条件下硫化至最佳硫化
温度（K），E由140℃、150℃、160℃和170℃温度范
时间。
围内log t90与1/T的Arrhenius图线的斜率获得，结果
1.2 特性表征
见表5。
对于试样在不同温度下（140℃、150℃、160℃
在本研究中，采用的化学品的名称、结构及缩写
及170℃）的硫化研究，使用Scrabans公司产品），按
如表1所示。CBS-L-cys体系的硫化曲线如图3（a）所
某温时间扫描模式进行60min。制备硫化试样时，应
示。从图上可以发现，从硫化的起步来看，L-半胱氨
选择160℃以及相应的硫化时间t 90 和焦烧时间t 2 （见表
酸与CBS组合对SSBR硫化的影响并不明显。L-cys用量
3），而其他的温度用于硫化动力学的研究。
为0.25份时，最大流变扭矩略微低一点；随着L-cys用
硫化试样拉伸试验按ASTMD412-92标准用zwick
量的增大，它逐渐接近于纯CBS达到的扭矩值。然而，
1456材料试验设备（1456型，为德国启示姆公司产
含L-cys的几种胶料间最大流变扭矩的差异很小。所
品）进行的，试验前，试样停放24h，拉伸速度为200
以，为了与含有DPG的体系加以对比，则进一步研究了
mm/min（ISO527）。硬度按ASTM D2240~85用硬度计
L-cys的用量为1份。而本研究也考虑到L-cys的市售甲
（德国zwick公司产品）测定。对于老化试验则将硫化
酯衍生物。硫化曲线（左160℃硫化）见图3（b）。

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