Page 67 - 《橡塑技术与装备》2020年23期（12月上半月橡胶）

原材料与配方 尤黎明 等·不同硫化体系对丁腈橡胶老化前后物理机械性能的影响

硫化性能 ：按国家标准测试，硫化温度 150 ℃。
老化实验 ：将 1# 至 4# 准备好的试样，分别放在
100 ℃热空老及热油条件下老化 3 天后取出，清洗试
样，以备实验。
力学性能 ：拉伸性能采用电子拉力试验机，按照
国家标准进行测试，拉伸速度为 500 mm/min，测试

温度为室温。

2 结果与讨论
2.1 硫化特性数据
如表 2 不同硫化体系硫化特性数据所示，不同硫
化体系 t 10 和 t 90 均存在较大不同，
图 1 不同硫化体系老化前应力 - 应变曲线
1#t 10 最大，t 90 最大，其焦烧时间较长，工艺正硫
化时间较长，4#t 10 最小，t 90 也最小，焦烧时间较短，
化体系 S 含量虽少，但其形成交联键键能较 4# 配方中
工艺正硫化时间较短 ；宏观上以 M H -M L 表征交联密
形成的碳 - 碳键能低，因此在热空气老化过程中，更
度大小，1# 和 3# 差值较大，交联密度较大，2# 和 4#
容发生热氧老化反应，使得交联程度增加，从而 2# 和
差值较小，交联密度较小。
4# 热空气老化后定伸应力基本相等。
表 2 不同硫化体系硫化特性数据表
1# 2# 3# 4#
.
M L /dN m 33.48 17.03 28.83 17.23
.
M H /dN m 3.92 3.82 3.92 4.22
29.56 13.21 24.91 13.01
M H -M L
t 10 /min 4.08 2 1.85 0.28
t 90 /min 16.19 7.32 5.07 3.33
2.2 不同硫化体系对老化前后应力 - 应变曲
线及物理机械性能影响
由图 1 不同硫化体系老化前应力 - 应变曲线可知，
在相同应变下定伸应力大小顺序为 1# ＞ 3# ＞ 4# ＞
2#，1# 定伸应力最大，这主要是因为 1# 配方中 S 用
量较多，S 作为交联剂，在硫化过程中形成交联键多，
从而使得交联密度增大，定伸应力较大，而 2# 定伸应
图 2 不同硫化体系热空气老化 3 天后应力 - 应变曲线
力最小，其配方中 S 用量较少，形成交联键较少，交
联密度较低。 由图 3 不同硫化体系热油老化 3 天后应力 - 应变
曲线变化图所示 ：热油老化 3 天后，相同应变下，1#
由图 2 不同硫化体系热空气老化 3 天后应力 - 应
变曲线可知 ：热空气老化 3 天后，相同应变下，1# 定 定伸应力最大，3# 次之，2# 定伸应力最小 ；热油老
伸应力最大，3# 次之，2# 与 4# 基本相等。1# 定伸应 化后 1# 至 4# 定伸应力较老化前均有所增大，这可能
力最大，主要是因为 1# 硫化体系中 S 较多，形成较 是因此在热油老化过程中，残余硫化剂继续反应，使
多的多硫键，在老化过程中断链重组，交联程度增加， 得交联程度增大，交联网络更加密度，定伸应力增大，
使得交联网络更加密集 ； 3# 交联密度增大也是因其交 另一方面可能是因为，在热油老化过程中，硫化胶内
联键中有一定量的多硫交联键，老化过程中使得交联 分子量较低的助剂如 DOP，在老化过程中析出，导致
密度增大 ；值得注意的是 4# 及 2# 变化规律，热空气 其定伸应力增大 ；而热油老化过程中，基本没有氧气
老化后 2# 定伸应力与 4# 基本相等，而老化前定伸应 参与，不存在热氧老化反应，因此 2# 定伸应力较 4#
力是小于 4# 的，这说明在热空气老化过程中，2# 硫 定伸应力小。

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