Page 70 - 《橡塑技术与装备》2021年17期（8月上半月 橡胶版）

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

吃料完成后，打三角包 5 次，混炼均匀后调大辊距 大最小转矩差值依次减小，表明随着预硫化时间的延
下片。将制备好的氯丁橡胶混炼胶在 130 ℃测试硫化 长，硫化胶的交联程度依次降低 ； t 10 的大小可表示焦
特性，根据硫化曲线确定预硫化时间分别为 0 min、3 烧时间的长短，由表中数据可知 ：随着预硫化时间的
min、6 min、9 min 及 12 min（编号为 0#、1#、2#、 延长，t 10 依次降低，焦烧时间依次变短，而工艺正硫
3# 及 4#），预硫化完成后，制备 NBR 与 CR 混炼胶， 化时间 t 90 变化不大，这主要是因为 CR 在 130 ℃预硫
测得硫化曲线，进行下一步实验。 化过程中，一定量的配合剂已处于激活状态，甚至少
硫化特性 ：硫化温度 150 ℃，硫化时间 30 min。 量配合剂已经参与硫化反应，使得硫化时配合剂迅速
老化实验 ：将 1#、2#、3# 和 4# 已经制好的试样， 参与硫化反应，t 10 降低，焦烧时间变短。
放在 100 ℃热油条件下老化 3 天后取出，清洗试样， 表 1 CR/NBR 预硫化不同时间硫化特性数据
0# 1# 2# 3# 4#
停放 20 min，然后进行拉伸实验。
M H /dN·m 18.57 15.53 15.4 14.97 14.45
力学性能 ：拉伸性能采用电子拉力试验机，拉伸 M L /dN·m 4.32 3.75 3.95 3.96 4.38
M H -M L /dN·m 14.25 11.78 11.45 11.01 10.07
速度为 500 mm/min，测试温度为室温。
t 10 /min 1.37 1.19 1.17 1.12 1.11
1.5 仿真计算过程 t 90 /min 22.37 23.38 24.12 24.26 24.46
根据实际图纸参数建模、装配、赋予材料参数、
2.2 预硫化不同时间对 CR/NBR 热油老化前
设置分析步、划分网格、设置边界条件与加载，最后
后物理机械性能的影响
提交有限元软件 Abaqus 进行计算分析并导出计算结
由表 2 数据可知 ：随着预硫化时间的延长，拉断
果，胶管扣压前模型如下图 1 所示，图 2 为胶管扣压
强度变化不大，扯断伸长率呈现先增大后减小的趋势，
后内胶应力集中单元及不同节点的选取。
定伸应力呈现降低趋势，硬度降低，扯断永久变化形
变不大。分析认为 ：在 CR 混炼胶预硫化的过程中，
随着预硫化时间的延长，被 CR 利用的配合剂越多，
并用胶中 CR 相预硫化程度越高，NBR 相交联程度相
对降低，模量匹配程度增大，从而使得扯断伸长率略
有增大，定伸应力降低，硬度降低 ；当预硫化时间 12
min 时，CR 相轻度交联，与 NBR 相混炼过程中，交
联的 CR 相在剪切力的作用下破碎，容易形成应力集
图 1 胶管扣压前模型 中点，因此 4# 拉断强度相对较低，扯断伸长率相对较
低。
表 2 CR/NBR 预硫化不同时间物理机械性能数据
0# 1# 2# 3# 4#
拉断强度 /MPa 11.8 11.2 10.9 10.7 10.5
扯断伸长率 /% 383 409 409 408 370
100% 定伸应力 /MPa 3.2 2.8 2.8 2.5 2.6
硬度 / 邵 A 76 70 70 70 70
扯断永久变形 /% 10 10 10 10 10
图 2 扣压后内胶应力集中单元及节点选取
未预硫化的 CR/NBR 并用胶热油老化后拉断强度
相对较低，扯断伸长率相对较低，而定伸应力及硬度
2 结果与分析
较大，主要是因为 NBR 与 CR 模量匹配较差，通过预
2.1 预硫化不同时间对 CR/NBR 硫化特性的
硫化的手段，使得老化前后 NBR 相模量与 CR 相模
影响
量相匹配，从而改善并用胶的综合物理机械性能。如
由硫化特性数据可反映交联程度的高低、t 10 及 t 90
表 3 数据所示 ：未通过预硫化的 0# 的拉断强度、扯断
的长短，由表 1 数据可知 ： 0# 最大转矩值最大 18.57，
伸长率均低于预硫化后的 1#、2#、3# 及 4#，定伸应
转矩差值最大 14.25，表明其在硫化过程中硫化程度
力和硬度大于 1#、2#、3# 及 4#，扯断永久变形相
较高，而 1#、2#、3# 及 4# 最大转矩值依次减小，最
对 较 低， 从而可知 ：通过预硫化手段处理后，CR 与

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