Page 57 - 《橡塑技术与装备》2021年18期（下半月塑料）

测试与分析 王晨阳 等·硫化体系对 NBR/ 橡塑合金复合材料性能的影响

合剂、分批加入炭黑，充分混合均匀后排胶，得到未 2.2 不同硫化体系共混胶力学性能
加硫化体系的 NBR/ 橡塑合金母炼胶。将母炼胶分割 不同硫化体系硫化胶力学性能见表 3。
成 4 份，然后把开炼机辊距调到 2 mm，将分割后的母炼 表 3 不同硫化体系硫化胶的力学性能
胶放入开炼机中，待包辊后，加入硫化剂和促进剂，混 1# 2# 3# 4#
硬度 / 邵 A 76 75 73 75
炼约 15 min，混合均匀后打三角包 5 次，打卷 8 次，然 拉伸强度 /MPa 11.58 11.6 10.6 13.4
扯断伸长率 /% 233 225 195 274
后下片，停放 16 h 后在平板硫化机上硫化，硫化条件为
100% 定伸应力 /MPa 5.12 5.24 4.1 4.4
150 ℃ ×10 MPa（1#、2#）、170 ℃ ×10 MPa（3#、4#）。 200% 定伸应力 /MPa 10.4 8.43 — 10.17
扯断永久变形率 /% 4.5 4 4 2.5
1.4 分析与测试
硫化性能 ：按 GB/T 16584—1996 测试，硫化条 对比 1#、2#、3#，拉伸强度 1#>2#>3#，1# 扯断
件为 150 ℃ /10 MPa（1#、 2#）、 170 ℃ ×10 MPa（3#、 伸长率最大，3# 扯断伸长率最小，相比而言 1# 硫化
4#）。 胶交联键键型以多硫键为主，2# 硫化胶使用的促进剂
力 学性 能 ：使 用扬 州 市天 发 试 验机 械 有 限公 司 DM 用量增多，因此生成的二硫键数目增多交联键以
JDL-2500N 电子试验机按照 GB/T 528—2008 进行测 单硫键和二硫键为主，3# 硫化胶使用 DCP 硫化体系
试。 生成的交联键为碳 - 碳键。对比三种交联键的键能，
耐介质性能 ：按照 GB/T 1690—92 测试，条件为 多硫键键能 < 单硫键键能 < 碳 - 碳键键能，当外力作
室温 ×72 h，介质为 46# 液压油。 用时，键能低的交联键更容易传递和释放应力，使得
低 温脆 性 温 度 ：使 用 扬州 市 天 发试 验 机 械有 限 应力集中点减少，因此 1# 的拉伸强度最大，3# 的拉
公司 TF-2075 型低温脆性温度测定仪器按照 GB/T 伸强度最小。对于 4# 硫化胶而言，因为使用了 DCP

15256—94 测试。 和硫磺的复合硫化体系，硫化时生成的交联键类型多，
有单硫键、二硫键、多硫键以及碳 - 碳键，构建的硫
2 结果与讨论 化交联网络是更为复杂和紧密的，可以抵抗更大的外
2.1 共混胶硫化特性 力从而表现为拉伸强度的上升。由于 1# 交联网络中交
由表 2 可知，通过对四个胶料硫化特性的测试， 联键以为多硫键为主，其在拉伸过程中最易吸收能量，
2# 胶料的最高转矩是最大的，并且 2# 胶料的加工安 因此 1# 扯断伸长率较长 ；而 3# 的交联网络以较短的
全性是最好的 ；对比四个胶料的最高转矩可以发现， 碳 - 碳键为主，扯断伸长率是最小的。通过对比四个
4# 胶料的最高转矩是最小的。3# 硫化胶采用 DCP 硫 硫化胶的 100% 定伸应力可得知， 2# 胶料的模量较大，
化体系，硫化胶的焦烧时间较短，加工安全性不佳。 3# 胶料的模量略小。足够的硫化程度使硫化胶的永久
1#、2# 采用硫磺硫化体系，焦烧时间长，加工安全性 形变率均较小。
较好。2# 胶料最高转矩与最低转矩的差值是最大的， 2.3 硫化胶耐介质性能
4# 采用 DCP 与硫磺复合硫化体系，胶料最高转矩与 46# 液压油中室温 ×72 h 后硫化胶力学性能见表
最低转矩的差值是最小的。因为所有的胶料母炼胶配 4 ：
方是相同的，因此 t 90 可以反应硫化速度，通过对比可 表 4 室温 ×72 h 46# 液压油老化后硫化胶力学性能
1# 2# 3# 4#
知 1# 胶料的硫化速度是快的，3# 胶料的硫化速度是
硬度 / 邵 A 79 79 76 76
最慢的，2#、3# 胶料的硫化速度居中。1# 的工艺正 拉伸强度 /MPa 11.99 12.12 11.09 13.26
扯断伸长率 /% 235 224 194 252
硫化时间最短，3# 的工艺正硫化时间最长。通过对比可 100% 定伸应力 /MPa 5.66 5.73 4.60 5.23
得知 4# 胶料既有良好的加工安全性，又具有较短的工 200% 定伸应力 /MPa 10.91 11.32 — 11.27
扯断永久变形率 /% 3.0 3.0 3.0 2.5
艺正硫化时间。所有胶料的硫化时间均采用 t 90 +2 min。
表 2 硫化特性 由表 4 可知，在 46# 液压油浸泡 72 h 后，由于硫
硫化特性 化胶中的增塑剂 DOS、DOA 及配合剂均有析出，使
M H /dN·m M L /dN·m M H -M L /dN·m t 10 /min t 90 /min
编号
1# 18.36 1.58 16.78 2.02 3.75 拉伸时应力集中点减少，拉断强度有所增大。四种胶
2# 18.6 1.42 17.18 2.18 4.23 料的扯断伸长率、100% 定伸应力、200% 定伸应力均
3# 16.47 1.39 15.08 0.65 5.83
4# 11.43 1.26 10.17 1.07 5.35 略有增大。46# 液压油浸泡 72 h 后硫化胶的硬度均有

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