Page 67 - 《橡塑技术与装备》2021年17期（8月上半月 橡胶版）

原材料与配方 韩笑 等·DCP 用量对 MPU/PAM/CM 共混胶性能的影响

称量。 表 2 MPU/PAM/CM 混炼胶的硫化特性表
制备方法 ：将高温密炼机温度调至 130 ℃， 加 编号 1# 2# 3# 4# 5#
.
M H /(dN m) 38.1 47.1 48.3 53.6 55.1
.
入 PAM 13 熔融，待扭矩基本不变后，按照比例加入 M L /(dN m) 5.4 4.8 4.9 5.1 4.6
.
M H -M L /(dN m) 32.7 42.3 43.4 48.5 50.5
CM，待扭矩下降并基本不变后，取出并用胶在常温
t 10 /min:s 0:44 0:32 0:31 0:26 0:25
开炼机上下片，冷却待用。将 MPU 和冷却好的 PAM/ t 90 /min:s 8:01 6:19 6:16 6:00 4:50
CM 并用胶按照 70/30 的比例于 50~60 ℃下在开炼机
2.2 共混胶物理机械性能
上加入配合剂混炼，具体操作方法如下 ：将开炼机的
老化前 MPU/PAM/CM 共混胶的物理机械性能
辊距调到 1 mm，加入 MPU，薄通 5 次 ；辊距调到 2
如表 3 所示，可见共混胶的拉断强度和扯断伸长率均
mm，将塑炼后的生胶放入开炼机中，待包辊后，依
随着 DCP 用量的增加呈先增大后减小的趋势，且在
次加入配合剂，分批加入轻钙、白炭黑等，最后加入
DCP 用量为 1~1.2 份时达到较大值。
硫化剂，混炼约 15 min，均匀后打三角包 5 次，下片。
表 3 不同 DCP 用量共混胶老化前的拉断强度
停放 16 h 后，在无转子硫化上 170 ℃测试焦烧时间 编号 1# 2# 3# 4# 5#
[2]
t 10 和工艺正硫化时间 t 90 ，后于平板硫化机上硫化， 硬度 / 邵 A 86 87 87 88 88
拉断强度 /MPa 23.1 23.4 24.0 24.2 23.3
扯断伸长率 /% 496 515 547 456 447
硫化条件为 170 ℃、10 MPa×t 90。
100% 定伸强度 /MPa 3.2 3.1 3.4 3.6 3.5
1.5 分析与测试 200% 定伸强度 /MPa 4.5 4.3 4.7 5.3 5.6
硫化性能 ：按 GB/T 16584—1996 测试，硫化条 300% 定伸强度 /MPa 6.9 6.5 7.4 8.3 9.2
扯断永久变形 /% 25 30 35 30 30
件为 170 ℃ /10 MPa×t 90 。
力 学性 能 ：拉 伸性 能 采用 电 子 拉力 试 验 机按 照 由于交联密度随着 DCP 用量的增加而增加，交联
GB/T 528—2008 进行测试。 密度的增大，使材料形变时承受负荷的有效分子链数
耐介质老化 ：按 GB/T 1690—2006 测试，热介质 量增加，当交联密度增大到一定程度时，断裂前每一
老化条件为 46# 液压油、100 ℃ ×72 h。 个有效分子链都能均匀承载，因而拉断强度出现较大
浸泡后的拉伸性能、硬度试验 ：采试样从试验液 值，且扯断伸长率较高 ；进一步增加 DCP 用量时，分
体中取出后，清除其表面上的液体，在室温空气中停 子链网络的密度往往在某个位置优先增加，产生应力
放 30 min 后，进行测试。 集中点，这时的有效网链数量减小，网链不能均匀承
载，应力容易集中于局部网链上，这种承载的不均匀
2 结果与讨论 性，造成拉断强度变小，扯断伸长率降低。同时发现
2.1 硫化特性 在本实验所采取的 DCP 用量范围下，共混胶的拉断强
对 MPU/PAM/CM 混炼胶进行硫化特性测试，探 度和扯断伸长率变化幅度较小 [3] 。
究共混胶的硫化特性及 DCP 用量变化对硫化特性的影 MPU/PAM/CM 共混胶的各级定伸强度在应变低
响。 于 300% 时 较 低， 只 有 6.5~9.2 MPa， 而 拉 断 强度 均
从表 2 可以看出，随着 DCP 用量的增大，MPU/ 大于 23 MPa，扯断伸长率均小于 550%，这说明大
PAM/CM 共混胶 M H 明显上升，这是因为随着硫化剂 应变下，MPU/PAM/CM 共混胶表现出良好的韧性。
用量的增大，在硫化过程中产生的化学交联键增多， 在大变形下，承受应力的主要是分子链主链，MPU/
交联密度增大，引起 M H 上升。其中，在任何 DCP 用 PAM/CM 共混胶主链键能较大，另一方面 MPU、
量下，MPU/PAM/CM 共混胶的扭矩均小于相同配方 PAM 和 CM 之间容易生成分子间氢键，且共混胶内部
下的 MPU 的扭矩，这是因为共混胶中并用的是低熔 微观结构较为均匀，缺陷较少，使得断裂前可承受的
点尼龙 PAM 13，其软化点低于 130 ℃，而硫化温度 应力较高。
为 170 ℃，因此扭矩较 MPU 低。同时，DCP 用量增 随着 DCP 用量的增加，共混胶的硬度略有升高，这
加使 MPU/PAM/CM 共混胶的 t 10 和 t 90 缩短，硫化速 是因为硫化剂用量增加，共混胶中化学交联键增多 [4] ，
度加快，这是因为随 DCP 用量的增大，共混胶中硫化 分子链缠结程度升高，故硬度上升。
剂浓度增加，在温度作用下有利于达到反应的临界浓 2.3 热油老化后共混胶物理机械性能
度，发生交联反应，因此 t 10 和 t 90 缩短。 经过 46# 液压油 100 ℃ ×72 h 老化后，共混胶的

年
2021 第 47 卷 ·17·