Page 33 - 《橡塑智造与节能环保》2020年7期

技术与装备 ■

合金镀层67%Cu+29%Zn+4%Co,镀层重量均为400g/ 方法采用溶胀试验测试。在烧瓶中加入约1g硫化橡胶
kg。 与40mL环已烷，在25℃下放置72h；从溶剂中取出样
而研究所用胶料配方如表1所示。在配方中除去 品迅速称量，再将样品在真空中70℃条件下加温至恒
钴盐减缓了硫化反应。恢复原始含钴配方的硫化动力 重。用Flory方程计标硫化胶的交联密度：
学特性最有效的方法是由TBBS，TBSI或CBS代替或 − 1 ln( − ) V ++ 2 xV 2
1 V
V = [ 2 2 ]
部分代替DCBS。为了达到类似的硫化动力学特性， e v V 2 3 / 1 − V 2 2 /
3
如Tc90，在无钴胶料中这种“损失”是由配方中0.8份 式中，V e 为硫化橡胶交联密度，mol 1cm ；V 2 为
DCBS根0.7份TBBS促进剂替代来补偿，通过配方加入 溶胀后聚合物的体积分数，%；x为Huggins聚合物-溶
0.7份硬脂酸来补偿羧酸钴“损失”的脂肋酸，加入0.25 剂相互作用常数，这里为0.44；V为溶剂的摩尔体积，
3
份的防焦剂Santogard pvl提高胶料的防焦烧安全性。 cm /mol（84.14/0.778=108.2）。
流变仪性能如表1所示，测试温度为150℃，硫化 V 2 由下工计算：
分析仪为Monsanto MDR2000E，是由阿尔法科技公司 V m − m
V = 1 V = 2 3
（Alpha Techologies）提供的。 2 V + V sc sc ρ s
1
表1 本实验中两种胶料的配方及150℃下测得相应流变 式中，V sc 为溶胀胶料中溶剂体积分数；V 1 为胶
性：（a）抗氧化剂，N-（1，3-二甲基丁基）-N′-苯基- 料体积，V 1 =m1f/ρ：ρ s 为溶剂密度，0.778g/cm ，ρ为
3
对苯二胺；（b）N，N-二环已基-乙-苯并噻唑磺酰胺； 3
（c）N-叔丁其-2-苯并噻唑磺酰胺 橡胶密度，0.94g/cm ；f为胶料中橡胶的质量分数，
组分 合钴胶料/份 胶料/份 f=0.55；m1为溶胀前硫化胶试样质量；m 2 为溶胀后硫
TSR10 100 100 化胶试样质量；m 3 为加热后硫化胶试样质量。
炭黑N326 65 65
氧化锌 9 9 在此，不同镀层钢丝穿线和胶料间的动态黏合
Manobona 680C 1.2 -
硬脂酸 - 0.7 性能用Rubber Info公司的LDN-II帘线动态剪切黏合试
6PPD(a) 1.8 1.8 验机（图4）按Dn Pont de Nemours的的试验原理进行
DCBS(b) 0.8 -
TBBS(c) - 0.7 的。在实验中，将穿线两端固定，硫化在方形橡胶
Crystex HSO T20 6.4 6.4 （12.5×12.5mm）中制成试样。在预定的温度条件下
Santogarg PVI - 0.25
150℃下的流变性能 （从室温到100℃），6个橡胶试样延着帘线长度方向
Tc2/min 1.8 3.5 在一定的振幅与频率下同时往复运动，在帘线和橡胶
Tc90/min 12.0 13.0
MH/dNm 31.5 30.6 界面间产生持续动态剪切作用。随着重复剪切变形，
界面处的黏合力在给定时间内逐渐减小。若干剪切周
两种胶料的裂纹扩展研究按ISO132：2005进
期后，从动态测试仪上取出试样，测量剩余的黏合
行，频率为5HZ，控制应变振幅，采用标准实验条件
力。用Instron 5565拉伸试验机测定抽出试样所需力
（温度与温度根据ISO23529）。三个试样（尺寸为
（DOF,N），按照ASTM D2229-02（图2）确定橡胶复
150×25×6.3mm）带有初始半径为2.38mm，长2mm的
盖率或外观等级（APR，%）。另外在应用动态负载
初始裂纹，夹持在Zwick De Mattia屈挠试验机上。启
前引入了蒸汽老化。而试样在加热到105℃（150℃初
动屈挠试验机，在一定的时间间隔后停止。测量切口
始硫化25min）的蒸汽腔中测试24h。条件为：160、
长度。
320和420千次，40N轴向载荷，温度为室温，频率为
而两种胶料的动态力学分析（DMTA,E′E″和
13Hz，伸长率率为2mm。
tanδ）用动态黏 弹谱分析仪（Eplexor 100N）和按
ISO46641：2005进行，从-100~100℃进行温度扫描，
2 结果和讨论
10Hz 2%动态变形。
2.1 胶料性能
而使用试样模具硫化试样，硫化条件为
两种胶料在150℃下的主要流变性能如表1所示。
150℃×25min。
无钴胶料的T c2 高一些，可能是由于加入了防焦剂
在本研究中，以单位体积链段（交联键之间）的
PVI。两种胶料的T c90 相似，这意味着成功补偿了从胶
数目定义两种硫化橡胶的交联密度，按ASTM D471-06

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