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

硫磺等，均为市售工业级化工产品。 逐渐增大。可能因为改性炭黑呈碱性能够促进焦烧，
1.2 基本配方 随着炭黑量增大硫化剂在橡胶中的比例减小，硫化时
NR 100， 芳烃油 3，ZnO 5，硬脂酸 2，RD 1.5， 间延长。
增黏树脂 3，S 2，其他 3，新型改性炭黑（30、40、 表 1 硫化特性
50、60）或 N330（20、35、50、65）或 N550（20、 项目 1 2 3 4
M L /dN·m 1.5 1.2 1.6 2.0
35、50、65）。 M H /dN·m 22.3 26.7 27.9 29.3
M H -M L /dN·m 20.8 25.5 26.3 27.3
1.3 实验设备 t 10 /s 214 164 189 180
密炼机，XM-500，上海科创橡塑机械设备有限 t 90 /s 572 519 533 558
公司 ；开放式炼胶机，X(S)K-160，上海双翼橡塑机
2.1.2 门尼黏度
械有限公司 ；门尼黏度仪，EKT-2000M，晔中科技
新型改性炭黑用量对天然橡胶加工特性的影响见
股份有限公司 ；平板硫化机，XLB-D(Q)350，中国
表 2 所示，从表 2 中可以看出，随着新型改性炭黑用
浙江湖州东方机械有限公司 ；气压自动切片机，GT-
量的增加，胶料的门尼黏度逐渐增大，因为新型改性
7016-AR，高铁检测仪器有限公司 ；电子拉力机，
炭黑用量越大，结合胶越多，胶料的流动性就越差。
AI-7000S，台湾高铁公司。
表 2 门尼黏度
1.4 试样制备 项目 3 4 5 6
(1+4) 35.1 40.8 46.2 52.3
将密炼机升温至 80℃，加入 NR 塑化 1 min，加 M L 100℃
入 ZnO、硬脂酸、防老剂 RD 等混炼 2 min，加入炭
2.1.3 物理性能
黑和油，混炼 5 min，出料、在开炼机上加硫化剂，
从表 3 中可以看出，随着新型改性炭黑用量增加，
打三角包 6 次，下片停放 8 h 以上待用。用液压平板
天然橡胶复合材料的拉伸强度先减小然后趋于平缓，
硫化机硫化，硫化温度 145℃，压力 15 MPa，硫化时
分析原因是因为天然橡胶本身属于自补强橡胶，炭黑
间为正硫化时间 t c90 。
用量大时胶料分散性不好，硫化胶拉伸强度减小。随
1.5 性能测试 着炭黑用量增加，胶料密度、20% 定伸应力、50% 定
门尼黏度测试 ：按照 GB 1232 标准的规定，门
伸应力呈现增大趋势，且当炭黑用量为 40 份时，增长
尼黏度以符号 M L 100℃ 表示 ；硬度测试 ：按照国标 GB/ 速度大。随着炭黑用量增加，压缩永久变形呈现减小
(1+4)
T 531—1999，用硬度测试仪进行测试，测试温度为 趋势，DIN 磨耗体积先减小后增大。
室温 ；拉伸强度、拉断伸长率性能测试 ：按照国标
表 3 物理机械性能
GB/T 528—1998，使用电子拉力机进行测试 ；撕裂 项目 3 4 5 6
拉伸强度 /MPa 34.5 32.7 31.2 29.6
性能测试 ：按照国标 GB/T 528—2009，使用电子拉 20% 定伸 /MPa 0.6 0.9 1.1 1.2
力机进行测试 ；压缩永久变形测试 ：按照国标 GB/ 50% 定伸 /MPa 1.0 1.4 1.6 1.7
邵氏 A 硬度 / 度 54 60 65 68
T7759—1996，用压变仪器进行测试，测试时间为 密度 /(g·cm ) 1.064 1.082 1.104 1.118
-3
72 h，测试温度为室温 ； RPA2000 测试 ：进行应变 DIN 磨耗 /mm 3 156 141 154 169
压缩永久变形 (23℃ ×72 h)/% 13 12 12 11
扫描测试，测试条件为频率 60 Hz，温度 60ºC， 应
变范围 ： 0.27%~1 000%。 从图 1 可以看出随着新型改性炭黑用量的增加，
胶料的拉断伸长率呈现下降趋势，且当用量大于 50 份
2 结果与讨论 时，胶料的减小速度增大，胶料的 100 定伸呈现逐渐
2.1 新型改性炭黑用量对 NR 复合材料性能 增大趋势，这是因为随着炭黑用量的增加，橡胶 - 填
的影响 料网络比较完善，交联密度增加。
2.1.1 硫化特性 图 2 是胶料的撕裂强度随新型改性炭黑用量的增
新型改性炭黑用量对天然橡胶硫化特性的影响见 加的变化情况。撕裂强度主要用来表示其抗破坏性能。
表 1 所示。从表中可以看出，随着炭黑用量增加复合 随着炭黑用量的增大，撕裂强度呈现增大趋势，当用
量增加到一定程度，略下降。分析原因可能是因为随
材料的最高扭矩值 (M H ) 和最低扭矩值 (M L ) 呈现增大
趋势，胶料的焦烧时间 (t 10 ) 逐渐减小、正硫化时间 (t 90 ) 着用量的增加炭黑凝胶不断生成，橡胶的韧性提高。

·6· 第 43 卷 第 23 期