Page 67 - 《橡塑技术与装备》2020年21期（11月上半月橡胶）

原材料与配方 马安良·SBS 与溴化丁基橡胶制备动态硫化弹性体的方法及性能研究

所示。
表 1 SBS/BIIR 实验基本配方
配方编号
项目
0# 1# 2# 3# 4# 5#
SBS/ 份 100 100 100 100 100 100
BIIR 混炼胶 / 份 0 20 40 60 80 100
1.4 试样制备
先采用型号为 RM-200C 的转矩流变仪对牌号
为 2222 的 BIIR 进行混炼，按照如下顺序进行加料 ：
BIIR2222→ZnO+SA→SILICA+ 白油 → 促进剂 M+
促进剂 BZ→S→ 排料，并对胶料使用 X(S)K-160 进
行薄通下片。接着使用 RM-200C 转矩流变仪进行动
态硫化制备 TPV，按照如下加料顺序制备 ： SBS188→
图 1 不同 SBS/BIIR 配比的动态硫化曲线图
混炼完成的 BIIR→ 排料，在 X(S)K-160 开放式炼
胶机上薄通几次进行下片，然后使用平板硫化机模压 个峰值，之后转矩值出现下降最终趋于平缓。这个转
2.0±0.3 mm 厚的拉伸强力片和标准回弹试样，停放 矩值上升的过程是因为在共混体系当中，含有硫化剂
12 h 后进行各种性能的测试。 的溴化丁基橡胶混炼胶受到转矩流变仪剪切力以及温
1.5 性能测试 度的影响，出现了一个动态硫化的过程，在此过程中，
根据国家标准 GB/T 528—1998( 等同于 ISO 37- 溴化丁基橡胶混炼胶被剪切成微小的硫化胶粒子分散
1994)，将试片制成哑铃状试样，在实验室标准条件为 在 SBS 连续相当中，硫化胶的形成导致体系转矩值的
23±2 ℃，标准湿度为相对湿度的 60%~70% 进行性能 上升。当硫化完成后，随着转子的不断旋转使得体系
测试。测试过程中拉伸速度为 500 mm/min。该实验 当中的硫化胶粒子均匀的分散在体系当中，导致体系
可以同时测试拉伸强度、拉断伸长率、定伸应力、拉 转矩值趋于稳定 [5] 。
断永久变形等物理性能。 2.2 SBS/BIIR 动态硫化弹性体的拉伸性能
根据国家标准 GB/683 的规定，该项试验的试样 按照实验配方对所制得的拉伸强力片进行拉伸性
为圆柱形，用模型硫化的试样其规格有两种，A 型和 能的测试，得到的结果如表 2 所示。
B 型。A 型高 12.5±0.5 mm，圆面直径为 29±0.5 mm。 表 2 不同配方编号的动态硫化弹性体拉伸性能
B 型高 6.3±0.3 mm，圆面直径为 13±0.5 mm。实验时， 项目 配方编号
SBS 1# 2# 3# 4# 5#
应根据硫化橡胶的硬度确定压缩率。 100% 定伸应力 /MPa 2.86 2.43 2.23 2.08 1.75 1.59
拉伸强度 /MPa 24.02 21.45 19.08 17.48 16.12 14.59
本实验采用限位器高度为 h 1 =4.71 mm，常温下
拉断伸长率 /% 751 777 786 817 822 756
进行测试，测试时间为 24 h。实验之前测量试样高度
由表 2 可以看出，随着 BIIR 混炼胶用量的逐渐
h 0 , 到达时间取出在常温下放置半小时后再测量其高度
增 加，SBS/BIIR 动 态硫 化 弹 性体 的 100% 定 伸应 力
h 2 ，然后根据公式计算压缩变形率 ：
以及拉伸强度都在不断减小，而拉断伸长率出现先上
S=(h 0 -h 2 )/(h 0 -h 1 )
升后下降的趋势。由于 SBS 自身的拉伸强度和 100%
h 0 = 压缩前试样的高度，mm。
定伸应力比较高，在溴化丁基橡胶加入量不断增多
时，共混胶料内部的溴化丁基橡胶交联网络逐渐增多，
2 结果与讨论
SBS 所包覆的橡胶粒子越来越少，从而使得整体的拉
2.1 BIIR 与 SBS 的动态硫化过程
伸强度和 100% 定伸应力逐渐降低。
本实验采用哈克转矩流变仪对 SBS 与溴化丁基橡
2.3 SBS/BIIR 动态硫化弹性体的压缩永久
胶进行共混，在此过程中我们可以得到各个实验配方
变形性能
编号的转矩图，如图 1 所示。
压缩永久变形是涉及到硫化橡胶的一项重要性能
通过图 1 可以看出，在 120 s 左右，所有物料都
指标，同样适用于动态硫化弹性体当中。压缩永久变
加到了转矩流变仪中，在 180 s 左右转矩图出现了一

2020 第 46 卷 ·19·
年