Page 65 - 《橡塑技术与装备》2021年11期（6月下半月橡胶）

原材料与配方 杜伟 等·不同过氧化物硫化体系对 MPU 性能的影响

速度较快，且硫化程度较高，BIPB 相较 DCP 硫 化， 2.3 耐介质性能
虽然可以一定程度减轻污染物的生成和排放，但是硫 2.3.1 耐热空气老化性能
化程度较低。硫化剂 3M 硫化速度过快，不适用于大 如表 4 所示，过氧化物硫化体系硫化胶在经过热
型厚制品硫化。 空气老化后力学强度和定伸应力均下降，说明 1#~4#
2.2 物理机械性能 试样的热空气老化以断链为主，包括交联键的破坏和
2.2.1 常温拉伸 分子网链的断裂，使得橡胶整体模量下降，该现象 2#
表 3 为 1#~4# 试样的物理机械性能测试结果， 3M 和 3# 双 2-5 硫化体系体现最为明显。1#DCP 和
结果表明，1#DCP 和 4#BIPB 硫化胶的拉断强度最 4#BIPB 硫化体系的扯断伸长率变化率较小，有相对
大，且扯断伸长率和定伸应力相近。2# 3M 硫化胶的 较好的耐热空气老化性。
300% 定伸应力最小，扯断伸长率最长，说明其模量 表 4 100 ℃ ×72 h 热空气老化前后 MPU 力学性能对比
最小，交联程度最低。3# 双 2-5 硫化胶拉断强度和扯 试样编号 1# 2# 3# 4#
拉断强度 /MPa 12.48 12.77 11.70 12.59
断伸长率最小，但定伸应力较大，与 1#、4# 水平接近。 拉断强度变化率 /% -42 -34 -38 -41
扯断伸长率 /% 439 562 479 434
表 3 不同硫化体系下 MPU 的物理机械性能 扯断伸长率变化率 /% +3 -16 +25 +6
试样编号 1# 2# 3# 4# 300% 定伸应力 /MPa 8.14 6.23 7.23 8.58
邵 A 硬度 /° 64 61 66 66 300% 定伸应力变化率 /% -40 -14 -49 -41
拉断强度 /MPa 21.35 19.41 18.73 21.40
扯断伸长率 /% 425 666 383 411
50% 定伸 /MPa 1.4 1.1 1.7 1.7 2.3.2 耐热非极性油性能
100% 定伸 /MPa 2.5 1.6 2.9 3.0 如表 5 所示，经过 100 ℃ ×72 h 热油老化后，2#
300% 定伸 /MPa 13.6 7.2 14.2 14.6
扯断永久形变 /% 1.35 2.70 2.00 2.00 3M 硫化体系的扯断伸长率最长， 300% 定伸应力最小。
1#DCP 热油老化后拉断强度变化率最小，且具有最高
四个过氧化物硫化体系的的永久形变均较低，认
的强度 12.28 MPa，3# 双 2-5 硫化体系的 300% 定伸
为是该硫化体系下交联键的键能较硫磺硫化体系大
应力最大，模量最高。
造 成 的。1#DCP 硫 化 胶 的 扯 断 永 久 形 变 最 小， 只 有
表 5 100 ℃ ×72 h 46# 液压油老化前后
1.35%。 MPU 力学性能对比
交联键的键能不仅影响扯断永久形变，还对材料 试样编号 1# 2# 3# 4#
拉断强度 /MPa 12.28 10.67 10.06 10.72
的耐高温性有明显作用，图 6 为不同硫化体系 MPU 拉断强度变化率 /% -42 -45 -46 -50
硫化胶在高温（80 ℃）与常温（25 ℃）下力学强度 扯断伸长率 /% 451 606 346 406
扯断伸长率变化率 /% 6 -9 -10 -1
的对比。结果表明，MPU 在高温下拉断强度较常温均 300% 定伸应力 /MPa 7.59 4.64 8.47 7.59
300% 定伸应力变化率 /% -44 -36 -40 -48
出现大幅下降，异氰酸酯硬段之间强的分子间作用力
受到破坏，力学强度更多由交联网络来贡献。1# DCP 由表 6 可知，2# 3M 硫化体系的质量、体积变化

和 2# 3M 硫化胶在高温下的拉断强度值较高。 率均为最大，3# 双 2-5 硫化体系的质量、体积变化率
均为最大，综上所述，双 2-5 硫化体系具有相对优异
的耐油性能。
表 6 热油老化前后 MPU 的质量、体积变化率
试样编号 1# 2# 3# 4#
质量变化率 /% 1.3 1.3 0.9 1.1
体积变化率 /% 2.3 2.7 1.9 2.6
2.4 动态力学性能及耐磨性
2.4.1 动态力学性能
图 7 为 MPU 硫化胶在 t 90 状态时的动态力学性能，
结果表明，2# 的储能模量 G′ 最小、损耗因子 tanδ
最大，交联程度为最小 ； 3# 的储能模量最大、损耗因
子 tanδ 最小，交联程度为最大。1# 和 4# 则介于两者

图 6 不同温度下 MPU 拉断强度的对比

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