Page 58 - 《橡塑技术与装备》2021年11期（6月下半月橡胶）

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

好。

4 防焦烧混炼胶配方试验设计（DOE）
AEM 混炼胶配方中的三个主要成分是生胶、炭黑
和增塑剂。如果这些因素保持不变，还有许多其他因
素会影响硫化和焦烧，包括硫化剂、防焦烧剂和内脱
模剂等。这些因素也会影响硫化胶的物理性质，这会
使混炼胶性能难以比较。
建立了 DOE 模型，其生胶、炭黑和增塑剂保持
不变，并对其他几个因素可变。使用该 DOE 模型来预
测不同混炼胶的焦烧和硫化速度，以及硫化的物理性
质。不同的混炼胶配方可以观察不同的硫化速度，但
同时要保持硫化胶的物理性质（硬度、压缩永久变形
图 4 普通螺杆和排气螺杆出料口胶料温度及门尼黏度比 等）相似。
较
DOE 模型用于两项主要研究 ：
（3）使用相对较低的转速，剪切速率与密炼机的 （1）设计硫化速度更快的注射成型混炼胶，同时
转速成正比，因此避免高剪切速率是非常重要的，因 保持物理性能不变。研究快速硫化配方是否比参照配
为高剪切速率会导致局部生热。 方更容易焦烧。
（4）检查混炼胶在不同密炼条件下的硫变性，包 （2）设计具有较长焦烧时间和类似物理性能的挤
括在不同温度下的门尼焦烧试验。 出混炼胶，这些混炼胶的硫化速率较慢。
这些建议将要求混炼过程以低于其他典型弹性体 参照混炼胶配方如表 5 所示，DOE 中的一部分为
的生产速度。推荐的条件可能会省略两段混炼的需要， 五种不同原材料用量的变化。在这项研究中，生胶、
因此在某些情况下，它们将提高生产力。一些 AEM 炭黑和增塑剂保持恒定不变。混炼胶在一个小型的试
混炼胶，特别是那些高黏度的混炼胶，可能需要两段 验密炼机上进行，排料温度为 82 ℃，后续的混炼在
混炼。二段的温度应保持在 100 ℃以下。分散良好的 开炼机上进行。混炼条件是 “ 温和 ” 的，不会导致任
混炼胶（未烧焦的）在挤出或模压过程中工艺性能更 何焦烧问题。

表 5 DOE 的参照配方和变化范围
组分 参照 / 份 低用量 / 份 高用量 / 份 描述
AEM IP 100 - - -
N550，黑色 50 - - -
Tegmer 812 5 - - 低挥发性醚酯增塑剂
Naugard 445 2 - - 受阻胺类防老剂
硬脂酸 1 0 2 内脱模剂
Vanfre VAM 1 0 2 磷酸烷基，内脱模剂
Armeen 18D 0.5 0 1 十八烷基胺，防焦烧剂
1# 硫化剂 1.25 1 1.5 HMDC 硫化剂
Vulcofac ACT 55 2 1 3 DBU 促进剂
总计 162.75

DOE 设计是一个线性模型，由 16 个混炼胶配方 方值。对结果的更仔细的检查表明，16 种混炼胶的硬
组成。对应五种原料不同的比例，测定了其硫变性能 度和抗拉强度只有微小的变化。对于本次 DOE，生胶、
和硫化性能。大多数被测量的物性有一个很好的匹配， 炭黑和增塑剂没有变化，这可能解释了硬度和抗拉强
如高调节 R 平方值（0.90 或更高）所示。一些物性见 度的微小变化。
表 6。 压缩永久变形有四种不同的测试条件，调节 R 平
硬度和扯断强度的测试结果具有较低的调节 R 平 方值为 0.65~0.78。 对于与后面大多数的讨论相比，

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