Page 75 - 《橡塑技术与装备》2017年21期（11月上半月）橡胶版
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理论与研究 吕工兵·木质素改性丁基橡胶结构与性能研究
影响填充湿法浸泡木质素填充 IIR 胶料定伸应力 2.4.4 不同类型木质素对 IIR 撕裂强度的影
的原因是木质素中含有大量的极性基团，如酚羟基、 响
羧基等，丁基橡胶含有强极性基团腈基，木质素的加 图 5 表示不同类型木质素填充 IIR 的撕裂强度对
入易使其形成氢键，加强了它们之间的作用力，而且 比。湿法浸泡填充 IIR 得到的撕裂强度要比改性木质
木质素分子之间也会由于氢键而发生团聚，从而使木 素填充 IIR 的撕裂强度要高。原因分析为湿法浸泡的
质素在橡胶中的分散不好，木质素分子上活泼的酚羟 木质素填充 IIR 后，木质素分子侧链上含有甲氧基、
基与甲氧基构成的受阻酚结构可以捕捉热氧老化过程 酚羟基、羧基等多种基团，能和橡胶发生化学反应，
中的自由基，进而影响了它的强度，定伸应力也会变 形成木质素树脂网络，网络中活性基团与橡胶反应，
大。而改性木质素填充 IIR 胶料中含有腰果壳油，腰 使木质素树脂网络与橡胶网络形成整体，构成双重网
果壳油具有增塑作用，使得丁基橡胶的定神应力下降， 络结构，从而使其补强作用大大提高。而改性木质素
随着改性木质素的量增加，含油的量也不断增加，定 存在有增塑作用的腰果壳油，使得其性能上升收到限
伸应力也随着下降。 制。
2.4.3 不同类型木质素对 IIR 拉伸强度的影
响
图 4 表示不同类型木质素填充 IIR 的拉伸强度对
比。填充湿法浸泡与改性木质素的 IIR，其拉伸强度
都随着填充份数的增加而增加，在填充 40~60 份时出
现峰值，随后下降。木质素对 IIR 具有一定的补强性
能，但是湿法浸泡填充 IIR 与改性木质素填充 IIR 的
拉伸强度差别较大，是因为湿法浸泡的木质素分子侧
链上含有甲氧基、酚羟基、羧基等多种基团，能和橡
胶发生化学反应，形成木质素树脂网络，网络中活性
基团与橡胶反应，使木质素树脂网络与橡胶网络形成
整体，构成双重网络结构，从而使其补强作用大大提
高。改性后的木质素补强效果没有湿法浸泡的木质素
图 5 不同类型木质素对 IIR 撕裂强度的对比
好，是因为经腰果壳油改性后，木质素中还残留有大
量的油，在 IIR 中起增塑作用，降低了它的强度，使
3 结论
得其拉伸强度没有湿法浸泡木质素填充 IIR 的拉伸强
本文研究的两个方面的内容，一是对木质素的改
度好。
性，二是研究木质素填充丁基橡胶后，对胶料结构性
能的影响。试验中用腰果壳油改性木质素，改变木质
素 / 腰果壳油的份量比列，试验不同的研磨时间和烘
干温度来找出最佳的改性条件。用改性后和未改性的
木质素分别填充到 IIR 胶中，分析其数据的变化。结
论如下 ：
(1） 湿 法 浸 泡 木 质 素 填 充 IIR 胶 后， 其 硬 度，
100% 定伸应力，300% 定伸应力、拉伸强度，撕裂强
度，断裂伸长率和永久变形率随着未改性木质素组份
的增加而增加。
(2）改性木质素填充 IIR 胶的性能来看，其胶料
的硬度、100% 定伸应力，随着填充改性木质素组份
的增加而减小 ；拉伸强度和撕裂强度随着改性木质素
图 4 不同类型木质素填充 IIR 的拉伸强度对比 组份的增加而增加，加入木质素的量在 40~60 范围内
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