Page 66 - 《橡塑技术与装备》2017年5期（3月橡胶）

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

电子天平，台湾高铁科技股份有限公司 ； 401A 型老化
试验箱，上海市实验仪器总厂 ； RPA2000 型橡胶加工
分析仪，美国 ALPHA TECHONOLOGIES 公司。
1.3 性能测试
硫化胶拉伸性能按 GB/T528—1998 测定 ；硫化
胶撕裂性能按 GB/T529—1999 测定 ；硫化胶邵尔 A
硬度按 GB/T531—1999 测定 ；硫化胶回弹性能按 GB/
T1681—91 测定 ；硫化胶 Akron 磨耗按 GB1689—89
测定 ；硫化胶热空气老化按 GB3512—83 测定 ；硫化
胶压缩永久变形按 GB/T1683—81 测定 ；硫化胶耐油
性能按 GB1692—92 测定 ；硫化胶耐溶剂性能按国标
GB/T1690 测定。
图 1 KH-550 不同用量 NBR 硫化胶的储能模量（G′）
与应变的关系
2 结果与讨论
2.1 以偶联剂 KH-550 对炭黑补强 NBR 硫 硅烷类偶联剂 KH-550 的加入明显提高了 NBR
硫化胶物理机械性能及耐介质性能，而偶联剂可与白
化胶的 RPA 分析
炭黑反应改性白炭黑，故接下来本文研究用少量白炭
由图 1 可以看出所有 NBR 硫化胶的储能模量 (G′)
黑等量代替炭黑考察对胶料介质性的影响，并考虑用
均随应变的增大而大幅下降，这是由填料网络的打破
偶联剂改性的工艺性和用量问题。本文基体胶料为
所造成的。而未加偶联剂硫化胶的 G′ 最低，加偶联剂
NBR=100，CB=40，WCB=10，偶联剂 KH-550 分
后的 NBR 硫化胶的 G′ 明显增大，同一填充量同种炭
别为 0、1、2、3、4 份。
黑的未加偶联剂与加偶联剂的 NBR 硫化胶，橡胶基
2.2.1 KH-550 用量对 NBR 混炼胶硫化特
体及炭黑的流体力学效应对模量的贡献是一样的。因
性的影响
此，对于含 KH-550 硫化胶模量的增加可以认为是由
KH-550 用量对 NBR 混炼胶硫化特性的影响如表
于填料 - 橡胶之间相互作用增加所致。另外，可看出
1。由表 1 可以看出，随 KH-550 加入最低扭矩、最高
当 KH-550 用量 2 份时硫化胶的 payne 效应稍弱，不
加 KH-550 硫 化 胶 的 payne 效 应 居 中， 而 KH-550 扭矩、门尼黏度增加（这与白炭黑的加入有关）。KH-
550 加入 2~3 份时焦烧时间适中，加工安全性较好。
为 4 份时的硫化胶的 payne 效应最强，即其填料网络
又有所增强，说明当 KH-550 用量为 2 份时炭黑 - 炭 表 1 KH-550 用量对 NBR 混炼胶硫化特性的影响
黑间相互作用有所弱化，当用量为 4 份时，又使炭黑 - KH-550/ 份 M L /dN . m M H /dN . m t s1 /min T c90 /min M L 1+4
100℃
0 0.70 13.70 2.95 15.18 48
炭黑相互作用增强，原因可能是当 KH-550 过量后，
1 1.08 16.62 1.40 15.93 48
每个偶联剂分子的三个乙氧基水解后同两个或三个炭 2 1.04 18.79 1.72 24.27 49
3 1.08 19.67 1.70 22.93 51
黑粒子表面的羟基反应，引起炭黑粒子的聚集。加入 4 1.12 18.87 1.40 19.18 53
KH-550 后 NBR 硫化胶的耐介质性明显增强，是由
2.2.2 KH-550 用量对 NBR 硫化胶交联密
于增强了填料 - 聚合物相互作用所致。
度的影响
由上述实验结果可看出在加入偶联剂 KH-550
图 2 为 KH-550 用量对 NBR 硫化胶交联密度的
后，NBR 硫化胶的综合物理机械性能得到很好提高并
影响。
且有较好的耐老化性，也验证了偶联剂在胶料与炭黑
由图 2 可以看出随着 KH-550 加入，交联密度逐
无机物间的桥键作用。而且特别是在加入 2~3 份偶联
渐增大，与未加 KH-550 胶料相比，交联密度明显增
剂时可以使胶料有相对较好的物理机械性能及耐介质
大，这是因为 KH-550 在起偶联作用时，一端与橡胶
性能。
分子结合，而另一端与白炭黑结合，这样 KH-550 通
2.2 KH-550 对炭黑 / 白炭黑补强 NBR 硫
过桥键使得橡胶大分子和白炭黑形成了交联网络。
化胶性能的影响

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·6· 第 43 卷 第 期