Page 65 - 《橡塑技术与装备》2017年21期（11月上半月）橡胶版

理论与研究 马驹 等·碳纳米管对 NR/SBR 并用体系性能的研究

图 6 为含双键碳纳米管用量的 NR/SBR 并用胶的 基、羧基碳纳米管后在胶料中团聚现象严重，分散性
损耗因子（tanδ）- 应变（ε）的关系曲线。由图可以 变差，所以使其门尼黏度增加，加工性能变差。当加
看出加入含双键碳纳米管后损耗因子明显减小，这是 入含羟基、羧基碳纳米管后，拉伸强度最大提升了 3
因为加入含双键碳纳米管后并用胶交联密度增加，大 MPa，撕裂强度也提升了 4 MPa 以上，说明加入含羟
分子链难以自由移动，导致能耗下降进而损耗因子 基、羧基碳纳米管后其比未改性碳纳米管能更好地分
tanδ 减小。当剪切应变较小时，损耗因子基本不变， 散于橡胶基体内，增强橡胶的物理机械性能。压缩疲
继续增大应变，损耗因子 tanδ 值急剧增大。这与应变 劳生热略有提高，邵氏硬度和密度随含羟基、羧基碳
增大后填料与分子链之间发生相对滑移所造成的能量 纳米管用量的增加而逐渐增大。
损耗有关。 可以发现加入 3 份含羟基、羧基碳纳米管时阿克
隆磨耗体积最少，此时胶料耐磨性能相对较好。随含
羟基、羧基碳纳米管用量增大，压缩永久变形率呈现
先下降后增加的趋势，当其填充量为 1.5 份时压缩永
久变形率最低，保持制品形变相对稳定。

表 11 NR/SBR 并用胶的物理机械性能
项目 1# 2# 3# 4# 5#
100℃ 31 40 42 47 53
M L(1+4)
拉伸强度 /MPa 17.4 18.7 17.2 18.8 18.0
拉断伸长率 /% 251 260 233 260 231
100% 定伸 /MPa 7.3 8.0 8.1 8.0 8.6
-1
撕裂强度 /(N . mm ） 42.5 50.5 48.6 46.5 47.0
邵氏 A 硬度 / 度 80 80 81 82 82
-3
图 6 含双键碳纳米管用量并用胶应变与损耗因子（tanδ） 密度 /(g . cm ） 1.271 1.264 1.273 1.283 1.286
的关系 压缩疲劳生热 /℃ 41.5 42.5 41.8 42.4 46.5
磨耗体积 /cm 3 0.621 0.633 0.624 0.635 0.626
2.4 以含羟基、羧基碳纳米管为变量实验结 压缩永久变形 /% 0.192 0.181 0.185 0.193 0.202
果与讨论
2.4.3 对 NR/SBR 并用胶导热性能的影响
2.4.1 对 NR/SBR 并用胶硫化特性的影响 表 12 为含羟基、羧基碳纳米管用量对 NR/SBR
表 10 为添加含羟基、羧基碳纳米管后 NR/SBR
并用胶导热性能的影响。由表可以看出，在 30 ℃和
并用胶的硫化特性。表中数据显示随含羟基、羧基改
150℃条件下 NR/SBR 并用胶的热导率随填充含羟基
性碳纳米管的增多，胶料的交联密度变大，焦烧时间
的改性碳纳米管的添加量增加，并用胶导热性也变好。
t 10 、正硫化时间 t 90 略有增大，说明此时胶料的操作安
而 且 150 ℃ 时的 热 导 率比 30 ℃ 的热 导 率 高， 说明 在
全性稍微增强。加入含羟基、羧基碳纳米管后对其硫
150℃左右硫化胶料时热量传导效率更高，硫化效率
化速率影响不大。
增大，硫化时间变短，生产成本大大降低。
表 10 NR/SBR 并用胶的硫化特性
项目 1# 2# 3# 4# 5# 表 12 含羟基、羧基碳纳米管用量对并用胶
M L /dN·m 1.7 2.7 2.7 2.9 3.8 导热性能的影响
M H /dN·m 53.4 54.6 55.4 55.9 56.9 项目 1# 2# 3# 4# 5#
M H -M L /dN·m 51.7 51.9 52.7 53.0 53.1 30℃热导率 0.284 0.290 0.296 0.300 0.311
t 10 /s 105 125 115 115 111 150℃热导率 0.304 0.307 0.316 0.320 0.331
t 90 /s 538 592 557 606 569
CRl/min -1 0.23 0.21 0.23 0.20 0.22 2.4.4 RPA 应变扫描分析

2.4.2 对 NR/SBR 并用胶物理机械性能的影响 图 7 和图 8 分别为含羟基、羧基碳纳米管用量的
表 11 为 NR/SBR 并用胶的门尼黏度、拉伸强度、 NR/SBR 并用胶的储能模量（G'）- 应变（ε）和损耗
撕裂强度及邵氏硬度随含羟基、羧基碳纳米管用量的 模量（G''）- 应变（ε）的关系曲线。加入含羟基、羧
变化。由表可以看出门尼黏度值随着含羟基、羧基碳 基碳纳米管后并用胶的储能模量明显增大，且用量越
纳米管用量的增加而逐渐增加。原因是加入大量含羟 多，储能模量越大。这是因为加入含羟基、羧基碳纳

年
2017 第 43 卷 ·9·