Page 66 - 《橡塑技术与装备》2018年3期（2月上半月 橡胶）
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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)
表 1 发泡剂 AC（OBSH）不同含量配方 2 结果与讨论
原料 天然橡胶 白陶土 促进剂 TT 发泡剂 AC（或 OBSH） 硫磺 2.1 不同发泡剂对橡胶发泡质量的影响
份数 100 60 2 分别为 2、3、5、6 3
注 ：在以上配方中，AC（或 ONSH): 助剂（ZnO、SA）=1 : 5， 图 1 是不同发泡剂对发泡橡胶泡孔直径、泡孔密
ZnO : SA=5 : 1。 度、泡孔尺寸分布及表观密度的影响。可以看出，含
转子硫变仪上以 150℃恒温硫化并发泡 10 min，在测 OBSH 发泡剂的发泡橡胶的泡孔直径、泡孔尺寸分布、
试过程中，系统会自动绘出其发泡曲线与硫化曲线， 表观密度都比含 AC 发泡剂的发泡橡胶小，且泡孔直
并自动记录测试过程的各项数据变化值，我们可根据 径、泡孔尺寸分布在含量为 4 份时有最小值，材料的
表观密度在 3、5 份时相当，都较小，但与 4 份时相
下式计算其发泡速率和硫化速率。
差不大。而对于泡孔密度而言，含 OBSH 的发泡橡胶
P − P
V = max min
D
t 90 % t− 10 % 泡孔密度较大，在 5 份时最大，4 份时最小，其值为
6
3
M − M 5×10 /cm 左右。总的来讲，含 OBSH 发泡剂的发泡
V = t c90 − t s2 L 橡胶泡孔质量较含 AC 发泡剂的发泡橡胶好，在 3 份
H
c
（2）发泡 B 组试样 ：将 B 组试样切成适当大小的 时较佳。其主要机理是含不同发泡剂的发泡橡胶在发
方形，并放在 XLB-D350×350×2 平板硫化仪上用 泡过程中的发泡过程与橡胶硫化过程匹配问题。
150℃进行硫化与发泡 10 min，为后继发泡行为测试 图 2 是含不同发泡剂橡胶的发泡曲线与硫化曲线，
及力学性能的测试做准备。 表 2~ 表 5 是不同含量 AC 与 OBSH 的发泡橡胶在发泡
（3）观察泡孔质量 ：将发泡后的 B 组试样放在 过程中的相关数据。从表中可知，含 3 份 AC 发泡剂
XTL-550E 厚度测量型工业显微镜观察泡孔质量，并 的天然橡胶焦烧时间为 1.32 min，而其正硫化时间为
画出泡孔模形，按下式分别计算出泡孔平均直径、泡 1.27 min，也就是说含 AC 发泡剂的发泡橡胶硫化时间
孔密度、泡孔直径标准差。并拍下电镜照片，以便分 相对滞后，在发泡剂分解完成后才开始硫化。由于含
析其泡孔结构。 AC 发泡剂的发泡橡胶硫化时间相对滞后，橡胶在硫化
1 n 前期就发泡，这就导致了橡胶在发泡过程中的黏度不
D = ∑ D
n i i 够，发泡阻力较小，从而致使发泡过程中泡孔不断长大，
ρ
V = 1− f 从而形成孔壁较弱，大泡或开孔结构，引起泡孔直径增
f
ρ
大，泡孔尺寸分布不均匀，泡孔密度过大等一系列的
2
nM 3/ 2 1
ρ = 发泡问题。而含 OBSH 发泡剂的发泡橡胶，其含量为 3
c
−
A 1 V f
份时焦烧时间为 0.55 min，t 10 为 0.08 min，t 90 为 0.57
1 n
S = ∑ ( D D 2 min。也就是说含 3 份 OBSH 的天然橡胶在热硫化中期
- )
d
n i i 发泡，胶料已有足够程度的交联，黏度较高，孔壁较强，
以上三式中，D 为泡孔平均直径 (μm)；D i 为每
易于产生闭孔海绵。最终使含 AC 发泡剂的发泡橡胶泡
个泡孔的直径 (μm)；V f 发泡倍率 ；ρ、ρ f 分别为未
孔质量较含 OBSH 的发泡橡胶低。
3
发泡材料和发泡材料的密度 (g/cm )；ρ c 是泡孔密度
表 2 发泡剂 AC 不同含量的发泡曲线
3
-2
( 单位体积中的泡孔数 )(cells/cm )；n 是 SEM 照片 份数 P max /(kg . cm ) P min /(kg . cm ) t 10 /min t 90 /min V D
-2
2 5.72 2.29 0.1 1.08 3.5
中所测量面积 A 中的泡孔数， M 是放大倍数，A 是
3 5.01 2.78 0.1 1.27 1.76
3
SEM 照片中所测量的面积 (cm )；S d 是泡孔直径标 4 6.54 5.32 0.13 0.82 1.77
5 5.01 2.16 0.07 1.77 1.68
准差 (μm)。 6 6.31 1.96 0.07 3.25 1.36
（4）测定表观密度 ：打开 XS-205 电子分析天平，
表 3 发泡剂 OBSH 不同含量的发泡曲线
清零后将切成小块的 B 组试样放在盘中，等数据稳定
-2
-2
份数 P max /(kg . cm ) P min /(kg . cm ) t 10 /min t 90 /min V D
后按 OK 键，测出其质量，然后将试样从盘中取出放 2 16.47 6.30 0.08 0.52 23.11
3 19.84 5.56 0.08 0.57 29.14
在水中的篮中，等数据稳定后按 OK 键，天平就会自
4 35.35 18.38 0.07 0.55 40.97
动算出试样的表观密度，每个试样测 3 次，最后求平 5 40.55 21.98 0.07 0.48 45.29
6 41.93 22.09 0.07 0.6 37.43
均值。
3
·12· 第 44 卷 第 期
