Page 62 - 《橡塑技术与装备》2017年21期（11月上半月）橡胶版

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Rubber)

次约 1 min，松焦油在最后一份填料中一起添加）混 表 2 含双键碳纳米管为变量的实验配方
炼 7 min 左右，其中进料温度为 70℃，控制排料温度 项目 1# 2# 3# 4# 5#
N550 50 50 50 50 50
为 115℃左右。然后在开炼机上加入硫化助剂、硫化
改性高岭土 40 40 40 40 40
剂， 混合均匀后，打三角包 5 次，打卷 3 次，然后 古马隆树脂 3 3 3 3 3
下片。停放 24 h 后用高铁无转子硫化仪测试。在平 微晶蜡 2 2 2 2 2
板硫化机上硫化试样，硫化条件 151℃、10 MPa、30 改性碳纳米管 0 1.5 3 4.5 6
min。硫化试样停放 24 h 后进行性能检测。 表 3 含羟基、羧基碳纳米管为变量的实验配方
项目 1# 2# 3# 4# 5#
1.4 性能测试
N550 50 50 50 50 50
硫化特性 ：按 GB/T16584—1996，测试硫化温度 改性高岭土 40 40 40 40 40
151℃。硬度测试 ：按照国标 GB/T 2411—2008，用 古马隆树脂 3 3 3 3 3
微晶蜡 2 2 2 2 2
硬度测试仪进行测试，测试温度为室温。拉伸强度、
改性碳纳米管 0 1.5 3 4.5 6
100% 定 伸、 拉 断伸 长 率 性 能测 试 ：按 照 国 标 GB/T
528—2009 用电子拉力实验机进行测试，拉伸速度为 量的影响，由表可以看出随着碳纳米管用量的增多，
500 mm/min，测试温度为室温。撕裂性能测试 ：按 NR/SBR 并用胶的焦烧时间 t 10 和正硫化时间 t 90 整体
照国标 GB/T 529—2008，用电子拉力实验机进行测
呈增大的趋势，表明加入碳纳米管后使胶料加工安全
试，拉伸速度为 500 mm/min，测试温度为室温。 加
性增加，当碳纳米管用量 4.5 份左右时，胶料硫化速
工性能采用 RPA2000 橡胶加工分析仪进行测试，
率最大。
扫描条件为 温 度 60 ℃，频率 1 Hz，应变测试范围
表 4 NR/SBR 并用胶的硫化特性
0.28%~100%。 压缩疲劳温升 ：按照国标 GB1687— 项目 1# 2# 3# 4# 5#
93 用压缩生热试验机进行测试。压缩永久变形 ：按照 M L /dN·m 2.2 1.6 2.2 4.1 5.2
M H /dN·m 16.7 14.9 15.1 61.8 61.7
GB/T7759—1996，用压变组合仪器进行测试。
M H -M L /dN·m 14.5 14.3 12.9 57.7 56.5
t 10 /s 122 150 132 140 133
2 结果与讨论 t 90 /s 446 757 689 718 553
CRl/min -1 0.31 0.16 0.18 0.17 0.24
2.1 试验配方
基本配方 ：天然橡胶 60 ；丁苯橡胶 40 ； N330 炭 2.2.2 对 NR/SBR 并用胶物理机械性能的影响
黑 50 ；填充剂硫化剂 4 ；促进剂 3 ；防焦剂 0.5 ；其他 表 5 为 NR/SBR 并用胶的门尼黏度、拉伸强度、
10（均为质量份）。见表 1 所示。 撕裂强度等物理机械性能随碳纳米管用量的变化。从
表 1 碳纳米管为变量的实验配方 表中可以看出随着碳纳米管用量的增加，胶料门尼黏
项目 1# 2# 3# 4# 5# 度值逐渐增大，可塑性变差，这是因为加入的碳纳米
N550 50 50 50 50 50
改性高岭土 40 40 40 40 40 管出现团聚现象从而分散不均匀，胶料加工性能变差，
古马隆树脂 3 3 3 3 3 加入量超过 4.5 份后胶料可塑性变得极差。加入碳纳
微晶蜡 2 2 2 2 2
碳纳米管 0 1.5 3 4.5 6 米管后，拉伸强度下降 2 MPa 左右，100% 定伸应力、
压缩永久变形等也出现不同程度的下降，说明加入的
为提高碳纳米管在橡胶基体中的分散性，必须对
碳纳米管未能很好地分散于橡胶基体内，并没有达到
碳纳米管表面进行改性处理，以提高胶料综合物理机
补强的作用效果，使胶料物理机械性能出现下降。压
械性能。利用硅烷偶联剂既有能与高分子聚合物反应
缩疲劳生热逐渐降低，邵氏硬度和密度均不断上升，
的活性官能团又有能与无机物有较好反应性的基团的
不利于橡胶制品的加工性能。
特点，本实验利用硅烷偶联剂 Si-69 和 KH550 对其
可以发现加入少量的碳纳米管时磨耗体积变化不
进行表面改性，分别得到带有双键和羟基、羧基的改
明显，但当碳纳米管用量大于 1.5 份时磨耗体积急剧
性碳纳米管。见表 2、3 所示。
2.2 以未改性碳纳米管为变量实验结果与讨论 增大，表明耐磨性能有所下降。而且此时压缩永久变
形率变大，说明此时橡胶材料不仅硬度变高且易变形，
2.2.1 对 NR/SBR 并用胶硫化特性的影响
橡胶制品的综合性能下降。
表 4 为 NR/SBR 并用胶硫化特性随碳纳米管用

·6· 第 43 卷 第 21 期