Page 99 - 《橡塑技术与装备》2018年3期（2月上半月 橡胶）

原材料与配方 黄元昌·铜 - 锌 - 钴三元合金涂层钢丝帘线与橡胶的最佳黏合

份硬脂酸以弥补钴羧酸中脂肪酸的损失，并加入 0.25 m -m
V = 2 ρ 3 （3）
份防焦剂 SantogardPVI 以使胶料具有焦烧安全性。 sc s 3
式中 ： V e 为硫化胶的交联密度，mol/cm ; V 2 为
使 用 由 Alpha 公 司 提 供 的 MonsantoMDR2000E
溶 胀聚合物中聚合的体积分数，% ； x 为 Huggins 聚
型无转子流变仪，于 150℃下测得表 1 所列的硫化特
合物 - 溶剂相互作用参数， 0.44； V 为溶剂的摩尔体积，
性。 3
cm /mol ； V sc 为溶胀胶料中溶剂体积分数 ； v 1 为胶料
根据 ISO132:2005，在测试频率为 5 Hz，应变 3
体 积，V 1 =m.f/ρ ； ρ s 为溶剂密度，0.778 g/cm ； ρ 为
控制和标准实验条件（温度和湿度如 ISO23529 中所 3
橡胶密度， 0.94 g/cm ； f 为胶料中橡胶质量分数， 0.55；
列）下测试两种胶料的裂纹增长。取 3 个试样，大小
m 1 为溶胀前硫化胶的质量； m 2 为溶胀后硫化胶的质量；
为 150 mm×25 mm×6.3 mm，初始半径 2.38 mm，初
m 3 为加热后硫化胶的质量。
始裂纹长度 2 mm。用 Zwick DeMattia 型曲折试验机
按照 DuPont de Nemour 于 60 年代实验所得原理，
夹紧，以一定时间间隔启动和停止，测试切口长度。
用 Info 公司生产的 LDN-II 型动态剪切黏合试验机（见
表 1 两种胶料的配方及其对应的硫化特性（150℃） 图 3），测试镀膜钢丝帘线和胶料的动态黏合性能。将
项目 含钴胶料 无钴胶料
配方 用量 / 份 用量 / 份 含帘线 12.5 mm×12.5 mm 正方形胶料硫化，做成试
TSR 100.0 100.0 样，2 根帘线末端固定。在实验中，将 6 片试样在预
炭黑 N326 65.0 65.0
氧化锌 9.0 9.00 设温度下（从室温到 100℃）以一定振幅和频率沿着
Manobond680C 1.2 帘线延伸方向做往复运动，这样，帘线和橡胶之间发
硬脂酸 0.70
6PPD 1.8 1.80 生连续动态剪切。随着剪切应变的重复，界面的黏合
DCBS 0.8
TBBS 0.70 力在一定时间间隔内减小。经过设定的剪切周期数后，
Crystex HSOT20 6.4 6.40 试样从动态测试仪中取出，测试剩余的黏合力。用
SantogardPV1 0.25
硫化特性（150℃） Inston5565 型拉伸材料测力仪，测试试样中所需要的
t c2 /min 1.8 3.50 抽出力（POF），且根据 ASTMD2229-02 规定了附胶
t c90 /min 12.0 13.0
M H （dN . m) 31.5 30.6 量（APR）。另外，在动态载荷下进行了蒸汽老化实验。
试样在蒸汽烘箱中加热到 105℃（在 150℃下初始硫
用 Eplexor 100N 型动态黏弹谱仪，按照 ISO4664
化 25 min）放置 24 h 后进行测试，转速分别为 160、
-1 : 2005 对两种胶料进行动态力学热分析（DMTA）
320、420 千周，40 N 轴向载荷，室温、频率 13 Hz，
（E′ 、E" 和 tanδ），温度扫描范围 -100~100℃，频率
拉伸 2 mm。
10Hz，动态变形 2%。DMTA 和 DeMattia 橡胶疲劳
测试均由荷兰 Deventer 弹性体研究中心（ERT）实施。
采用 Agila 硫化机压片制成用于黏合力测试的
硫化胶和初黏性试样，在 Fontijine 硫化机上进行
DeMattia 和 DMTA 测试，测试条件为温度 150℃时间
25 min。
两种硫化胶的交联密度按照 ASTM D471-06 测
试，采用溶胀法测试单位体积的交联链段数目。将 1 g
硫化胶置于装有 40 mL 环已烷的烧瓶中于 25℃浸泡
72 h，从溶液中取出试样，即刻称其质量（m 2 ），然
后在真空条件下加热至 70℃，直到其质量恒定（m 3 ）。
图 3 帘线动态剪切黏合试验机及根据 ASTMD2229 从
基于质量，采用 Flory 公式计算硫化胶的交联密度 ： 橡胶中抽出钢丝帘线的抽出力试验
e [ 2
-1 ln(1-V )+V +xV
V = v V 2 1/3 2 -V /2 2 [ （1） 2 结果和讨论
2
2
V 2.1 胶料的性质
V = 1 （2）
2 V +V sc 两种胶料于 150℃下的流变特性详见表 1。可以
1

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